Elementos do grupo 13

Introdução

Os elementos do Grupo 13 apresentam uma grande variação de abundância nas rochas da crosta terrestre, nos oceanos e na atmosfera. Em algumas substancias simples de elementos desse grupo verifica-se um equilíbrio entre as propriedades: metálica e não metálica. Isto se reflete no anfoterismo destas substâncias. O alumínio e o gálio, por exemplo, reagem tanto com soluções aquosas ácidas quanto com soluções aquosas básicas. Esta tendência diminui no final do grupo, com o aumento do caráter metálico.

O alumínio é o elemento metálico mais abundante na crosta terrestre e constitui até aproximadamente 8% em massa das rochas da crosta. Ele ocorre em vários minerais aluminossilicatos e argilas, mas o mineral comercialmente mais importante é a bauxita, uma mistura complexa de hidróxido de alumínio hidratado e óxido de alumínio, do qual ele é obtido pelo processo Hall-Héroult numa escala gigantesca. O processo é muito dispendioso, mas seu custo é compensado pela escala de produção e a disponibilidade da matéria-prima. O óxido, a alumina, ocorre na natureza como rubi, safira, coríndon e esmeril.

Os usos tecnológicos do alumínio metálico exploram a sua leveza, resistência à corrosão e o fato de que ele é facilmente reciclado. Ele é usado em latas, folhas, utensílios, na construção civil e em ligas aeronáuticas.

Objetivos

• Verificação de algumas propriedades físicas e químicas do alumínio.
• Comparação entre sua reatividade com a dos elementos dos grupos anteriores.
• Observação do caráter anfotérico do alumínio e seus compostos.

Materiais e reagentes

• Tesoura.
• Béquer de 100 mL.
• Espátula de metal.
• Balança semi-analítica.
• Vidro de relógio.
• Cápsula de porcelana pequena.
• Bastão de vidro.
• Frasco lavador com água destilada.
• Cotonetes.
• Papel-toalha.
• Tubos de ensaio.
• Proveta de 10 mL.
• Cápsula de porcelana grande.
• Béquer de 50 mL.
• Suporte para tubos de ensaio.
• Pinça de metal.
• Fita de alumínio.
• Água destilada.
• Enolftaleína (solução etanólica).
• Solução de ácido clorídrico (1:1 v/v) (100 mL).
• Solução de hidróxido de sódio (2,0 mol.L-1) (100 mL).
• Cloreto de mercúrio (II).

Procedimentos

1. Corte um pedaço de fita de Al (1 x 1 cm) e observe seu aspecto. Deixe-o exposto ao ar por alguns minutos e observe.
2. Coloque o pedaço de Al (1 x 1 cm) em um béquer de 100 mL contendo certa de 50 mL de água destilada e algumas gotas de solução etanólica de fenolftaleína. Observe.
3. Ponha um pedaço de Al (0,5 x 0,5 cm) em um tubo de ensaio, adicione cerca de 5 mL de solução de ácido clorídrico e observe.
4. Ponha um pedaço de Al (0,5 x 0,5 cm) em outro tubo de ensaio, adicione cerca de 5 mL de solução de hidróxido de sódio e observe.
5. Meça cerca de 0,1 g de HgCl2 e transfira para uma cápsula de porcelana pequena. Umedeça-o com algumas gotas de água destilada formando uma pasta.
6. Pegue um pedaço de alumínio (3 x 3 cm) e, com o auxílio de um cotonete, passe sobre ele um pouco da pasta obtida anteriormente. Transfira-o para uma cápsula de porcelana maior e observe.
7. Pegue três pedaços de alumínio (1 x 1 cm), faça o mesmo tratamento proposto no item anterior e repita os procedimentos 3, 4 e 5.
8. Ponha em um béquer de 50 mL um pouco de sólido branco obtido no item 7 e acrescente cerca de 25 mL de água destilada e algumas gotas de solução etanólica de fenolftaleína.
9. Ponha em um tubo de ensaio um pouco de sólido branco obtido no item 7, acrescente cerca de 1 mL de solução de HCl e observe.
10. Ponha em um tubo de ensaio um pouco de sólido branco obtido no item 7, acrescente cerca de 1 mL de solução de NaOH e observe.

Resultados e discussões

O alumínio metálico quando exposto ao ar somente não possui nenhuma reação, por possuir uma camada protetora de óxido em sua superfície. Já quando foi reagido com água, por ser um metal com alto potencial de oxidação, deverá formar o seguinte produto:

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