Metais alcalinos e alcalinos terrosos

Experimento 1: “OS METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS”

INTRODUÇÃO 

Os elementos do grupo 2 possuem propriedades semelhantes às do grupo 1, formando uma série de metais bem reativos. No seu geral, os metais alcalinos são excelentes condutores de eletricidades, possuem em sua camada externa um elétron fracamente ligado ao núcleo e formam compostos univalentes, os terrosos são divalentes e formam compostos iônicos incolores.

Os metais alcalinos terrosos são menores, pois possuem o núcleo maior que os dos metais alcalinos, portanto o núcleo atrai mais fortemente os elétrons. Na mesma lógica, como os elétrons estarão sendo mais atraídos pelo o núcleo, sua energia de ionização será maior, em ordem crescente de cima para baixo.

Seu pequeno tamanho, principalmente em sua forma iônica, faz com que sua energia de hidratação aumente, ou seja, o íon estará rodeado por mais moléculas de água que um íon de tamanho maior. Além disso, o peso atômico é inversamente proporcional com a solubilidade dos sais deste grupo, embora se observe tendências contrárias para os fluoretos e hidróxidos.

Estes metais apresentam uma densidade muito baixa, principalmente a do grupo 1, o que também está relacionado com o tamanho de átomo.

PROCEDIMENTO

• Alguns sais de metais alcalinos 

Separou 9 tubos de ensaio, em cada 3 tubos foram colocados as soluções de cloreto de lítio (LiCl), cloreto de sódio (NaCl) e cloreto de potássio (KCl), separadamente;

Pegou um tubo de cada solução e adicionou-se carbonato de amônio  ((NH4)2 CO3);

Pegou mais um tubo de cada solução e adicionou-se fluoreto de amônio (NH4F); Pegou os 3 últimos tubos que sobraram de cada solução e adicionou-se hidrogenofosfato de amônio (NH4H2PO4);

• Alguns sais de metais alcalinos terrosos

Separou 24 tubos de ensaio, em cada 4 tubos foram colocados as soluções de cloreto de magnésio (MgCl2), cloreto de cálcio (CaCl2), cloreto de estrôncio  (SrCl2) e cloreto de bário  (BaCl2), separadamente;

Pegou 4 tubos contendo cada uma destas soluções e adicionou-se carbonato de amônio, depois fez a mesma coisa para: sulfato de amônio, fluoreto de amônio, oxalato de amônio, hidrogenofosfato de amônio e amônia aquosa respectivamente em cada uma destas soluções;

Verificou se os precipitados se  dissolvem em ácido clorídrico diluído.

• Efeitos térmicos nos compostos de sódio

Pegou 0,507g de hidróxido de sódio, adicionou-se em um tubo de ensaio 10 mL de água e o hidróxido de sódio. Agitou a mistura e verificou a variação de temperatura. Repetiu-se o procedimento com cloreto de sódio, sulfato de sódio hidratado e sulfato de sódio anidro.

• Reatividade do magnésio metálico

Foi utilizado 5 tubos de ensaio contendo : ácido clorídrico diluído, cloreto de amônio, água destilada, amônia aquosa e hidróxido de sódio, separadamente em cada tubo;

Em cada tubo adicionou-se pedaços de magnésio e observaram-se os resultados;

Verificou o pH das soluções antes e depois da reação do magnésio;

• A não precipitação do Mg (OH)2

Colocou em um tubo de ensaio 5mL de cloreto de magnésio, 6mL de cloreto de amônio e 5 gotas de NaOH;

Observou e anotou os resultados;

• Transformar sulfito de sódio em sulfito de potássio

Fez na teoria e depois colocou em prática;

RESULTADOS E DISCUSSÃO

• Alguns sais de metais alcalinos

Obs.: no lugar de hidrogenofosfato de amônio usamos fosfato de amônio

LiCl + NH4F → LiF + NH4Cl

KCl + NH4F → KF + NH4Cl

NaCl + NH4F →  NaF +  NH4Cl

2LiCl + (NH4)2CO3 → Li2CO3 + 2NH4Cl

2KCl + (NH4)2CO3 → K2CO3 + 2NH4Cl

2NaCl + (NH4)2CO3 →  Na2CO3 +  2NH4Cl

3LiCl + (NH4)3PO4 → Li3PO4 + 3NH4Cl

3KCl +(NH4)3PO4→ K3PO4 + 3NH4Cl

3NaCl +(NH4)3PO4→  Na3PO4 + 3NH4Cl

Não foi observado nenhuma precipitação, logo a entalpia de rede dos sais formados não foi compensada pela entalpia de hidratação destes compostos.

• Alguns sais de metais alcalinos terrosos

• Reação com carbonato de amônio :

1. (NH4)2CO3 + MgCl2 → 2NH4Cl + MgCO3
2. (NH4)2CO3 + CaCl2 → 2NH4Cl + CaCO3 (precipitou e diluiu em HCl)
3. (NH4)2CO3 + SrCl2 → 2NH4Cl + SrCO3 (precipitou e diluiu em HCl)
4. (NH4)2CO3 + BaCl2 → 2NH4Cl + BaCO3  (precipitou e diluiu em HCl)

• Reação com sulfato de amônio :

1. (NH4)2SO4 + MgCl2 → 2NH4Cl + MgSO4
2. (NH4)2SO4 + CaCl2 → 2NH4Cl + CaSO4
3. (NH4)2SO4 + SrCl2 → 2NH4Cl + SrSO4  (precipitou e não diluem HCl)
4. (NH4)2SO4 + BaCl2 → 2NH4Cl + BaSO4  (precipitou)

• Reação com fluoreto de amônio

1. 2NH4F + MgCl2 → 2NH4Cl + MgF2
2. 2NH4F + CaCl2 → 2NH4Cl + CaF2  (precipitou e não dilui em HCl)
3. 2NH4F + SrCl2 → 2NH4Cl + SrF2  (precipitou e não dilui em HCl)
4. 2NH4F + BaCl2 → 2NH4Cl + BaF2  (precipitou e diluiu em HCl, baixa                             solubilidade )

• Reação com oxalato de amônio

1. C2H8N2O4 + MgCl2 → 2NH4Cl + MgC2O4
2. C2H8N2O4 + CaCl2 → 2NH4Cl  + CaC2O4  (precipitou e não dilui em HCl)
3. C2H8N2O4 + SrCl2 → 2NH4Cl + SrC2O4  (precipitou e diluiu em HCl)
4. C2H8N2O4 + BaCl2 → 2NH4Cl + BaC2O4  (precipitou e diluiu em HCl)

• Reação com hidrogenofosfato de amônio

1. NH4HPO4 + MgCl2 → 6NH4Cl + MgHPO4
2. NH4HPO4 + CaCl2 → CaNH4PO4 + 2HCl (precipitou e diluiu em HCl)
3. NH4HPO4 + SrCl2 → SrNH4PO4 + 2HCl (precipitou e diluiu em HCl)
4. NH4HPO4 + BaCl2 → 2NH4Cl + Ba3(PO4)2 + 4HCl (precipitou e diluiu em HCl)

• Reação com amônia aquosa

1. 2NH4OH + MgCl2 → 2NH4Cl + Mg(OH)2   (precipitou e diluiu em HCl)
2. 2NH4OH + CaCl2 → 2NH4Cl + Ca(OH)2
3. 2NH4OH + SrCl2 → 2NH4Cl + Sr(OH)2  (precipitou e não dilui em HCl)
4. 2NH4OH + BaCl2 → 2NH4Cl + Ba(OH)2 (precipitou e não dilui em HCl)

A formação de precipitado indica que a entalpia de hidratação do produto gerado não compensou a entalpia de rede, então adicionou-se HCl para neutralizar a reação, algumas neutralizam e outras não. As que não neutralizam é porque: Quando a quantidade de cátions H+ provenientes do ácido não é a mesma quantidade de ânions OH- provenientes da base. Dessa forma, a neutralização não ocorre por completo e, dependendo de quais íons estão em maior quantidade no meio, o sal formado pode ser básico ou ácido.