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Objetivos
 Observar a solubilidade dos metais alcalinos, e alcalios terrosos, em determinadas
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Resultados e Discussão
1. Sódio Metálico (DEMONSTRATIVO):
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Conclusão
De acordo com os resultados, é possível perceber a presença efetiva das
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Questionário
1) No teste de chama, por que cada metal possui colorações diferentes entre si?
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Referências
Acesso em:
 http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/cloreto-de-calcio/
Lido em:
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Quimica Inorganica - Estudo dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos

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Estudo e relatos sobre os metais alcalinos e alcalinos-terrosos. IFRJ- Duque de Caxias, Técnico em Química.

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Quimica Inorganica - Estudo dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos

  1. 1. 1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONALE TECNOLÓGICA Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro Campus Duque de Caxias Disciplina: Inorgânica I Professor: Éverton Tomaz Metais alcalinos e alcalino-terrosos Turma: QIM 231 Alunos: Daniel,Lucas,Matheus Furtado,Matheus Willian Duque de Caxias Fevereiro – 2015
  2. 2. 2 Sumário Introdução------------------------------------------------------------------------------ Pág.03 Resumo--------------------------------------------------------------------------------- Pág.05 Abstract--------------------------------------------------------------------------------- Pág.05 Objetivos-------------------------------------------------------------------------------- Pág.06 Procedimento Experimental---------------------------------------------------------- Pág.07 Resultados e Discussão--------------------------------------------------------------- Pág.10 Conclusão------------------------------------------------------------------------------- Pág.12 Questionário---------------------------------------------------------------------------- Pág.13 Referências----------------------------------------------------------------------------- Pág.14
  3. 3. 3 Introdução O tema da prática em questão foi metais alcalinos e metais alcalinos-terrosos. Sendo estas duas classificações, também sendo nomeadas com as famílias IA e IIA da tabela periódica respectivamente. Primeiramente, temos a família IA, os metais alcalinos. Tais metais recebem esse nome devido a palavra álcali ser derivada de um antigo termo arábico que tem o signifcado mais ou menos com "cinzas de plantas". O que tem ligação a alguns fatos curiosos com o Potássio(K) e o Sódio(Na) serem encontrados nas cinzas de plantas calcinadas, fornecendo assim uma fonte para tal nomenclatura. São metais leves, que tem um ponto de fusão baixo como consequência de suas ligações serem puramente metálicas, e assim sendo não direcionais. Estes metais também tem como características seus altos raios atômicos, e esse fato acarretando a explicação de suas densidades serem tão baixas. Mas em contrapartida, sua condutividade elétrica é extramamente alta, mas que ainda assim não são tão altas quanto da Prata(Ag). Metais alcalinos quando postos em reação com a água, formam hidróxido (substâncias básicas). Conforme mostrado na esquação: 2Li(S) + 2H2O(L) -> 2LiOH(L) + H2(G) E quando postos em reação com Oxigênio(O) formam um óxido. Mas somente com o Lítio(Li) que isso ocorre, e altas temperaturas. O Sódio(Na) quando entra em reação com o Oxigênio(O), e produz uma pequena quantidade Óxido de sódio(Na2O), mas o produto principal é o peróxido de sódio(Na2O2). Como ilustrado na equação: 2Na(S) + O2(G) -> Na2O2(S) O Hidrogênio(H) muitas vezes é encontrado na tabela periódica junto dos metais alcalinos. Algumas vezes é colocado em localizações diferente para que não houvesse confusões. Mas no geral ele etá quase sempre lá. Mas por que será então que ele está naquele grupo, se ele não é um metal? Pois esse elemento tem uma peculiaridade, que é o fato de precisar somente de mais um elétron para que fique estável, assim como os Halogênios(elemento da família 7A). E com os alcalinos, pode formar hidretos(MH), de forma que o metal cede um elétron ao Hidrogênio(H), como se ele realmente fosse um Halogênio. Devido essa curiosa característica desse elemento, foi decidido não classificá-lo em nenhum grupo.
  4. 4. 4 Agora os metais alcalino-terrosos, que são classificados com a familia IIA da tabela periódica. Esse grupo, assim como os alcalinos, também tem em seu nome um significado, que é derivado de um termo químico. E o significado vem da palavra terrosos que se originou de algum termo da alquimia que se referia a qualquer composto de um metal específico (ou a mistura de ambos os compostos) que não era muito solúvel em água, mas que era estável a altas temperaturas. Embora haja um exceção que é o Berílio(Be), todos os elementos desta família, são metais típicos. Bons condutores de calor e eletricidade, porém são mais duros e densos, tendo ainda o fato de que se fundem a temperaturas mais altas do que os metais alcalinos. Os metais alcalino-terrosos são comumente achados espalhados na crosta terrestre na forma de carbonatos, silicatos, fosfatos e até sulfatos. O magnésio(Mg) e o cálcio(Ca) são os elementos mais achados, por exemplo em; montanhas inteiras são constituídas de calcário(CaCO3), e dolomita(CaMg(CO3)2). O magnésio(Mg) é também encontrado nos oceanos. Porém, temos também casos de raridades como o berílio(Be), que é relativamente escasso. E o seu mineral mais comum é o bailo(Be3Al2Si6O18), que algumas vezes é encontrado na forma de gemas, como a esmeralda. (A cor verde característica é causada pela presença de crômio como impureza.) Todos os metais alcalino-terrosos reagem com o Oxigênio(O) sem pressões extremamente altas dando óxidos, M(Metal)O. Em altas pressões e temperaturas, o bário forma peróxido: Ba(S) + O2(G) -> BaO2(S)
  5. 5. 5 Resumo O estudo dos metais alcalinos é importante para poder entender e explicar as propriedadesde várioscompostosquímicos,jáque estesmetaisestãopresentes na maioria das substâncias. O procedimento foi relativamente rápido, porém, interessante. Abstract The alkaline metal’s study is important to understand and explain the most of chemical compound’s proprieties, once that metals are found in a lot of the substances. The proceeding was sort of fast, but interesting.
  6. 6. 6 Objetivos  Observar a solubilidade dos metais alcalinos, e alcalios terrosos, em determinadas solicoes.  Realizartestesde chamascom saisdiferentes,analisando os seus comportamentos.  Demonstrar a reatividade do metal alcalino (Na), em contato com a agua, e do sal (CaCl2), em contato com o ar atmosférico.
  7. 7. 7 Procedimento Experimental 1. Sodio metalico (DEMONSTRATIVO) 1.1 Retirou-se um pequeno fragmento de sodio metalico que estava mergulhado em querosene num recipiente, e o colocou sobre o papel de filtro 1.2 Com o auxilio de uma espátula, o metal foi seccionado em pedaços menores. 1.3 Esses pedaços menores foram introduzidos num bequer cheio de agua. 2. Hidratacao e deliquescência (DEMONSTRATIVO) 2.1 O professor pegou 2 vidros de relógio. 2.2 Num desses, foi colocado cloreto de cálcio (CaCl2) . No outro, cloreto de sódio (NaCl). 2.3 Ao final da pratica, observou-se os resultados. 3. Alguns sais de metais alcalinos 3.1 Reacao com carbonato de amônio. 3.1.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de cloreto de lítio (LiCl), cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de potássio (KCL), respectivamente (0,5 mL, 0,1 M). 3.1.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de carbonato de amônio ((NH4)2 CO3), 0,1M. 3.2 Reacao com Fluoreto de Amonio 3.2.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de cloreto de lítio (LiCl), cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de potássio (KCl), respectivamente (0,5 mL, 0,1 M). 3.2.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de Fluoreto de Amonio (NH4F), 0,1M.
  8. 8. 8 4 Alguns sais de metais alcalinos terrosos 4.1 Reação com carbonato de amônio 4.1.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de magnésio (MgCl2), Calcio (CaCl2) e Estroncio(SrCl2), 0,1M., respectivamente (0,5 mL, 0,1 M). 4.1.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de carbonato de amônio ((NH4)2 CO3), 0,1M. 4.2 Reação com sulfato de amônio 4.2.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de magnésio (MgCl2), Calcio (CaCl2) e Estroncio(SrCl2), 0,1M., respectivamente (0,5 mL, 0,1 M). 4.2.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de Sulfato de Amonio ((NH4)2SO4), 0,1M. 4.3 Reação com oxalato de amônio 4.3.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de magnésio (MgCl2), Calcio (CaCl2) e Estroncio(SrCl2), 0,1M., respectivamente (0,5 mL, 0,1 M). 4.3.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de oxalato de amonio (C₂H₈N₂O₄), 0,1M. 4.4 Reação com hidróxido de sódio 4.4.1 Em 3 tubos de ensaio diferentes, foram colocadas as soluções de magnésio (MgCl2), Calcio (CaCl2) e Estroncio(SrCl2), 0,1M., respectivamente (0,5 mL, 0,1 M).
  9. 9. 9 4.4.2 Em cada tubo, adicionou-se 0,5 mL da solução de hidróxido de sódio (NaOH), 0,1M. 5 Reatividade do magnésio metálico 5.1 Foi utilizado 5 tubos de ensaio contendo 1 mL de substancias distintas / Ácido clorídrico 0,1M/ Cloreto de amônio 0,1M/ Água/ Amônia (10%)/ Hidróxido de sódio (10%). 5.2 Em cada tubo adicionou-se um pequeno pedaço de magnésio e observaram- se os resultados.
  10. 10. 10 Resultados e Discussão 1. Sódio Metálico (DEMONSTRATIVO): O metal entrou em combustão assim que entrou em contato com a água no bécher. A reação gerou NaOH (Hidróxido de sódio) e H2 (Hididrogênio), pode-se perceber a mudança de coloração do indicador ácido-base fenolftaleína de incolor para rosa, indicando assim o pH básico presente no frasco após a formação do hidróxido de sódio. 2. Hidratacao e deliquescência (DEMONSTRATIVO) 2.1 O CaCl2 presente no vidro de relógio absorveu a humidade do ar e solubilizou-se na água absorvida. Este sal é utilizado como antimofo, utilizado em salmouras para refrigeração e componente do cimento graças as suas propriedades, e entre estas, está seu caráter deliquescente e fácil hidratação, como pode ser visto na aula prática. 2.2 O NaCl presente no vidro de relógio não houve alteração, pois não possui caráter deliquescente como o cloreto de cálcio. O cloreto de sódio é utilizado em cozinhas para temperar alimentos, porém com uma leve diferença. O sal utilizado em cozinha é iodado artificialmente para que as pessoas possam ingerir uma quantidade essencial de iodo diariamente para sua saúde. 3. Alguns sais de metais alcalinos 3.1 Nos três tubos não observou-se precipitação, logo, a entalpia de rede dos sais formados (Li2CO3, K2CO3 e Na2CO3) não foi compensada pela emtalpia de hidratação destes compostos. 4. Alguns sais de metais alcalinos terrosos 4.1 Reação com carbonato de amônio: Tubo 1. Cloreto de cálcio + carbonato de amônio: Houve formação de precipitado devido a formação de CaCO3 e NH4Cl2. A formação de precipitado indica que a entalpia de hidratação do produto gerado não compensou a entalpia de rede
  11. 11. 11 Tubo 2. Cloreto de estrôncio + carbonato de amônio: Houve formação de precipitado e dos produtos SrCO3 e NH4Cl2. A formação de precipitado indica que a entalpia de hidratação do produto gerado não compensou a entalpia de rede Tubo 3. Cloreto de magnésio + carbonato de amônio: Não houve formação de precipitado e houve a produção de MgCO3 e NH4Cl2. A não formação de qualquer tipo de precipitado indica que a entalpia de hidratação do composto formado compensou a entalpia de rede e solubilizou-se. 4.2 Reação com sulfato de amônio: Tubo 1. Cloreto de cálcio + sulfato de amônio: Não formou precipitado, pois a entalpia de hidratação do sulfato de cálcio é maior que a entalpia de rede. Tubo 2 . Cloreto de estrôncio + sulfato de amônio: Formou precipitado, logo, a entalpia de hidratação não compensou a entalpia de rede, ou seja, o sulfato de estrôncio formado não é solúvel. Tubo 3. Cloreto de magnésio + sulfato de amônio: Não foi observada a presença de precipitado, logo é possível concluir que a entalpia de hidratação do sulfato de magnésio formado compensou a entalpia de rede do mesmo. 4.3 Reação com oxalato de amônio: Não foi possível realizar esta parte do procedimento por não haver o oxalato de amônio disponível no laboratório. 5. Reação com magnésio metálico: Apenas os tubos com hidróxido de sódio e ácido clorídrico apresentaram modificação na coloração como uma espécie de precipitado demonstrando que são insolúveis devido ao fato de que a entalpia de hidratação é insuficiente para solubilizar.
  12. 12. 12 Conclusão De acordo com os resultados, é possível perceber a presença efetiva das entalpias de rede e de hidratação e ver seus efeitos. É possível também perceber a solubilidade ou insolubilidade de acordo com o tamanho do raio dos cátions ou ânions conforme foi apresentado como teoria em sala de aula através de vários tipos de experimentos diferentes.
  13. 13. 13 Questionário 1) No teste de chama, por que cada metal possui colorações diferentes entre si? Explique o processo. Cada substância tem seu comprimento de onda definido, e aquela absorve as cores correspondentes a ela mesma, logo, se por uma luz branca em cima de tal elemento, este absorve o comprimento de onda correspondente ao dele, sobrando os outros comprimentos. Quando atacamos o sal no fogo, os elétrons absorveram energia, pulando para camadas mais externas, quando voltam, liberam essa energia como forma de fóton, exalando a cor correspondente ao seu comprimento de onda. 2) Quais fatores influenciam na solubilidade desses compostos? Entalpia de rede e entalpia de hidratação, para um composto ser solubilizado, a entalpia de rede tem que ser menor do que a entalpia de hidratação, caso esta seja compensada por aquela, o composto continuará sólido.
  14. 14. 14 Referências Acesso em:  http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/cloreto-de-calcio/ Lido em:  RUSSELL,John B. Química geral V.II. 2º ed. São Paulo: Makron Books,1994.

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