Metais Alcalinos

Li

K

Na

Fr
Periodicidade Química
Propriedades dos Metais Alcalinos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Relação Diagonal

 Similaridades entre pares de elementos ao se passar de um período
para outro adjacente
 O Li é semelhante ao Mg e assim sucessivamente:
- Sais de Li e Mg apresentam elevado caráter covalente nas
ligações
- Li e Mg formam óxidos normais. Os demais da família 1ª formam
peróxidos ou superóxidos
- Li é o único metal alcalino que forma nitreto, Li3N. Todos do Grupo
2 formam.
Propriedades dos Metais Alcalinos
Teste de Chama
Propriedades dos Metais Alcalinos
Cor dos Compostos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Variação de energia na formação de compostos iônicos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Variação de energia na formação de composto iônico em solução
Propriedades dos Metais Alcalinos
Solubilidade dos Compostos
Propriedades dos Metais Alcalinos
Solubilidade dos Compostos
Processo de dissolução
exotérmico

Processo de dissolução
endotérmico

∆Hhidratação
∆Hrede

∆Hhidratação
∆Hrede

∆Hsolução

∆Hsolução
Propriedades dos Metais Alcalinos
Dissolução exotérmica

Dissolução endotérmica

partículas
partículas
do solvente + do soluto
separadas
separadas

partículas
partículas
do solvente + do soluto
separadas
separadas

partículas
Solvente + do soluto
separadas

Solvente + soluto

Solução

partículas
Solvente + do soluto
separadas

Solução

Solvente + soluto
Solubilidade dos Compostos

Há três fases de energia na formação de uma
olução:
) a separação das moléculas do soluto (∆H1),

) a separação das moléculas do solvente (∆H2)

) a formação das interações soluto-solvente (∆H3)
Variação de entalpia no processo de dissolução
∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
O ∆Hdissol pode tanto ser positivo
como negativo, dependendo das
forças intermoleculares.
Propriedades dos Metais Alcalinos
Solubilidade dos Compostos
• A quebra de forças intermoleculares é sempre endotérmica.
• A formação de forças intermoleculares atrativas é sempre exotérmica.
• Para determinarmos se o ∆Hdissol é positivo ou negativo, consideramos os
comprimentos de todas as interações soluto-soluto e soluto-solvente:
∆H11ee∆H22são ambos positivos
∆H ∆H são ambos positivos

∆H3 > (∆H1 + ∆H2)

Exotérmico
Exotérmico

∆H33éésempre negativo
∆H sempre negativo

∆H3 < (∆H1 + ∆H2)

Endotérmico
Endotérmico
Propriedades dos Metais Alcalinos
Solubilidade dos Compostos

Variação de entalpia no processo de dissolução
∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
Propriedades dos Metais Alcalinos
Efeito da carga e tamanho dos íons
O valor da energia de rede será maior quando os íons forem similares
em tamanho, especialmente se forem pequenos e com carga elevada.
A presença de cátions muito maiores que ânions e viceversa, pode
reduzir o valor da energia de rede
 Íons pequenos apresentam baixa condutividade, pois o raio iônico
hidratado será grande e se difundirá lentamente.
Propriedades Químicas dos Metais Alcalinos
 Todos reagem com água. A reação é mais vigorosa quando se desce
no grupo
Li + H2O
2LiOH + H2
São as bases mais fortes
 Reação com oxigênio
2Li + 1/2O2

Li2O

Óxidos

Na + O2

Na2O2

Peróxidos

K + O2

KO2

Superóxidos

 Reação com hidrogênio
Li + H2

LiH

Hidretos Iônicos
Propriedades Químicas dos Metais Alcalinos
Ocorrência e Obtenção
 Na e K: 7º e 8º elementos mais abundantes
São reativos demais para serem encontrados livres na natureza
 São agentes redutores muito fortes para serem obtidos pela redução de
seus óxidos
 Podem ser obtidos pela eletrólise de um sal fundido
Ocorrência e Obtenção
Eletrólise de sais fundidos: Célula de Downs
Indústria do cloro e alcális
Indústria do cloro e alcális
Indústria do cloro e alcális
Indústria do cloro e alcális
Célula de Diafragma

Diafragma: escoamento da solução
resultante do anodo para o catodo

Separa as soluções, permitindo
apenas a migração seletiva de Na+
Célula de Diafragma
Células de diafragma na produção de NaOH da empresa De Nora
Célula de Diafragma
Diafragma: amianto ou asbesto, que é uma fibra mineral natural sedosa,
misturado com outras fibras como, por exemplo, o politetrafluoroetileno.
Apesar de menos nocivo que o mercúrio, o amianto (proibido em 52
países) é um material que representa riscos:
 câncer de pulmão, de laringe, de trato digestivo e de ovário
 mesotelioma (tipo de câncer que ataca a pleura)
 asbestose (doença pulmonar)

Substituição do amianto por diafragma de zircônio e
politetrafluoretileno (PTFE)
Célula de Membrana
Substituição do amianto por uma membrana polimérica que é impermeável
aos íons cloreto

Combinam a pureza da
célula de mercúrio com a
eficiência energética das
células de diafragma:
eliminam preocupações
ambientais desses 2
sistemas
Célula de Membrana
Usos do NaOH
Álcali forte: reage com várias substâncias
Principais usos:
 fabricação de papel, celulose e seda artificial
 fabricação de sabão e glicerol pela reação de saponificação das
gorduras e detergentes
 refino do petróleo e seus derivados
 na metalurgia, na obtenção de compostos de sódio e produção de
biodiesel
 tratamento de água
 fabricação de polímeros e produção de fármacos
Usos do NaOH
Reação de produção do sabão
Reação de produção do sabão
O ácido graxo poderá ser neutralizado por:
• NaOH ou Na2CO3, dando R — COONa (sabões de sódio, em geral mais
duros);
• KOH ou K2CO3, dando R — COOK (sabões de potássio, mais moles e
usados por exemplo, em cremes de barbear);
• Hidróxidos de etanolamina, como, por exemplo, (OH-CH2CH2)3NHOH, dando R — COONH(CH2-CH2-OH)3 (sabões de amônio, que
são em geral líquidos usados, por exemplo, em xampus).
Aula 03   grupo 1A

Aula 03 grupo 1A

  • 1.
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 8.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Relação Diagonal  Similaridades entre pares de elementos ao se passar de um período para outro adjacente  O Li é semelhante ao Mg e assim sucessivamente: - Sais de Li e Mg apresentam elevado caráter covalente nas ligações - Li e Mg formam óxidos normais. Os demais da família 1ª formam peróxidos ou superóxidos - Li é o único metal alcalino que forma nitreto, Li3N. Todos do Grupo 2 formam.
  • 9.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Teste de Chama
  • 10.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Cor dos Compostos
  • 11.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Variação de energia na formação de compostos iônicos
  • 12.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Variação de energia na formação de composto iônico em solução
  • 13.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Solubilidade dos Compostos
  • 14.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Solubilidade dos Compostos Processo de dissolução exotérmico Processo de dissolução endotérmico ∆Hhidratação ∆Hrede ∆Hhidratação ∆Hrede ∆Hsolução ∆Hsolução
  • 15.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Dissolução exotérmica Dissolução endotérmica partículas partículas do solvente + do soluto separadas separadas partículas partículas do solvente + do soluto separadas separadas partículas Solvente + do soluto separadas Solvente + soluto Solução partículas Solvente + do soluto separadas Solução Solvente + soluto
  • 16.
    Solubilidade dos Compostos Hátrês fases de energia na formação de uma olução: ) a separação das moléculas do soluto (∆H1), ) a separação das moléculas do solvente (∆H2) ) a formação das interações soluto-solvente (∆H3) Variação de entalpia no processo de dissolução ∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 O ∆Hdissol pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças intermoleculares.
  • 17.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Solubilidade dos Compostos • A quebra de forças intermoleculares é sempre endotérmica. • A formação de forças intermoleculares atrativas é sempre exotérmica. • Para determinarmos se o ∆Hdissol é positivo ou negativo, consideramos os comprimentos de todas as interações soluto-soluto e soluto-solvente: ∆H11ee∆H22são ambos positivos ∆H ∆H são ambos positivos ∆H3 > (∆H1 + ∆H2) Exotérmico Exotérmico ∆H33éésempre negativo ∆H sempre negativo ∆H3 < (∆H1 + ∆H2) Endotérmico Endotérmico
  • 18.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Solubilidade dos Compostos Variação de entalpia no processo de dissolução ∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
  • 19.
    Propriedades dos MetaisAlcalinos Efeito da carga e tamanho dos íons O valor da energia de rede será maior quando os íons forem similares em tamanho, especialmente se forem pequenos e com carga elevada. A presença de cátions muito maiores que ânions e viceversa, pode reduzir o valor da energia de rede  Íons pequenos apresentam baixa condutividade, pois o raio iônico hidratado será grande e se difundirá lentamente.
  • 20.
    Propriedades Químicas dosMetais Alcalinos  Todos reagem com água. A reação é mais vigorosa quando se desce no grupo Li + H2O 2LiOH + H2 São as bases mais fortes  Reação com oxigênio 2Li + 1/2O2 Li2O Óxidos Na + O2 Na2O2 Peróxidos K + O2 KO2 Superóxidos  Reação com hidrogênio Li + H2 LiH Hidretos Iônicos
  • 21.
  • 22.
    Ocorrência e Obtenção Na e K: 7º e 8º elementos mais abundantes São reativos demais para serem encontrados livres na natureza  São agentes redutores muito fortes para serem obtidos pela redução de seus óxidos  Podem ser obtidos pela eletrólise de um sal fundido
  • 23.
    Ocorrência e Obtenção Eletrólisede sais fundidos: Célula de Downs
  • 24.
  • 26.
  • 27.
  • 28.
  • 29.
    Célula de Diafragma Diafragma:escoamento da solução resultante do anodo para o catodo Separa as soluções, permitindo apenas a migração seletiva de Na+
  • 30.
  • 31.
    Células de diafragmana produção de NaOH da empresa De Nora
  • 32.
    Célula de Diafragma Diafragma:amianto ou asbesto, que é uma fibra mineral natural sedosa, misturado com outras fibras como, por exemplo, o politetrafluoroetileno. Apesar de menos nocivo que o mercúrio, o amianto (proibido em 52 países) é um material que representa riscos:  câncer de pulmão, de laringe, de trato digestivo e de ovário  mesotelioma (tipo de câncer que ataca a pleura)  asbestose (doença pulmonar) Substituição do amianto por diafragma de zircônio e politetrafluoretileno (PTFE)
  • 33.
    Célula de Membrana Substituiçãodo amianto por uma membrana polimérica que é impermeável aos íons cloreto Combinam a pureza da célula de mercúrio com a eficiência energética das células de diafragma: eliminam preocupações ambientais desses 2 sistemas
  • 34.
  • 35.
    Usos do NaOH Álcaliforte: reage com várias substâncias Principais usos:  fabricação de papel, celulose e seda artificial  fabricação de sabão e glicerol pela reação de saponificação das gorduras e detergentes  refino do petróleo e seus derivados  na metalurgia, na obtenção de compostos de sódio e produção de biodiesel  tratamento de água  fabricação de polímeros e produção de fármacos
  • 36.
  • 39.
  • 40.
    Reação de produçãodo sabão O ácido graxo poderá ser neutralizado por: • NaOH ou Na2CO3, dando R — COONa (sabões de sódio, em geral mais duros); • KOH ou K2CO3, dando R — COOK (sabões de potássio, mais moles e usados por exemplo, em cremes de barbear); • Hidróxidos de etanolamina, como, por exemplo, (OH-CH2CH2)3NHOH, dando R — COONH(CH2-CH2-OH)3 (sabões de amônio, que são em geral líquidos usados, por exemplo, em xampus).