Estudos de algumas propriedades dos metais alcalinos-terrosos

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Relatório

Prática 2: Estudos de algumas propriedades dos metais alcalinos-terrosos

        

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Rio Paranaíba- MG

2015

Introdução

Na prática nº 2, estudamos algumas propriedades dos metais alcalino-terrosos, grupo 2 da tabela periódica. Este grupo é constituído por seis elementos: o Berílio[Be] (frequentemente denominado como um metal alcalino-terroso, mas tem propriedades químicas mais parecidas com as de um metalóide), o Magnésio [Mg], o Cálcio [Ca], o Estrôncio [Sr], o Bário [Ba] e o Rádio [Ra].

Todos os elementos desse grupo são metais brancos prateados, são mais duros, mais densos, e menos reativos do que os elementos do Grupo 1 (metais alcalinos), mas continuam mais reativos que outros metais comuns. Os raios atômicos dos elementos do Grupo 2 são menores que os do Grupo 1, essa redução dos raios atômicos entre os grupos é responsável pela maior densidade e energia de ionização. Ao descermos no grupo, os elementos tornam-se mais reativos e mais eletropositivos, pois torna-se mais fácil formar os íons 2+.

Cálcio, estrôncio e bário reagem facilmente com água fria, já o magnésio só reage em agua quente:

M(s) + 2H2O ==> M(OH)2(aq) + H2(g)

Todos os elementos ocorrem em seus compostos como M(II), devido suas configurações eletrônicas de valência ns2. Os compostos são predominantemente iônicos, com exceção dos de berílio, que são predominantemente covalentesdevido o seu raio atômico muito pequeno quando cátion Be2+ e sua alta densidade de carga e poder polarizante. Todos os compostos simples formados por esses elementos são metais de alta reatividade.

Objetivos

• Verificação de algumas propriedades dos metais do grupo 2.
• Comparação entre as reatividades do magnésio e cálcio.
• Comparação entre as reatividades de metais alcalinos e alcalinos terrosos.
• Comparação entre as solubilidades de alguns compostos envolvendo elementos do grupo 2 e de compostos análogos envolvendo elementos do grupo1.

Materiais e Reagentes

• Tubos de ensaio.
• Espátulas de metal.
• Pipeta graduada.
• Proveta de 50 mL.
• Pisseta com água destilada.
• Béquer de 50 mL;
• Balão volumétrico de 25 mL.
• Balança semi-analítica.
• Vidro de relógio.
• Bastão de vidro.
• Fósforo.
• Cloretos de: cálcio, magnésio, estrôncio e bário.
• Fenolftaleína.
• Fita de magnésio.
• Hidróxido de sódio.
• Sulfato de sódio.
• Cálcio.

Procedimentos

Reatividade dos metais alcalinos terroso cálcio (Ca) e magnésio (Mg)

Em tubo de ensaio adicionar uma pequena quantidade de Ca e 10mL de água destilada. Em seguida aproximar o tubo de uma chama e verificar a presença de gás e posteriormente adicionar gotas de fenolftaleína. Fazer o mesmo procedimento para as fitas de magnésio.

Preparação das soluções de cloretos para o teste de solubilidade

Primeiramente deve-se calcular a massa necessária para preparar 25mL de cada cloreto (de cálcio, magnésio, estrôncio e bário). Em seguida pesar na balança em vidro de relógio a massa calcula. Posteriormente dissolver o sólido em uma pequena quantidade de água e transferir para o balão volumétrico, aferindo-o e homogeneizar.

Teste de solubilidade

Em tubos diferentes colocar 1mL das soluções de cloretos preparadas anteriormente, em seguida adicionar 1mL de hidróxido de sódio (NaOH) em cada tudo. Observar o fenômeno ocorrido. Em seguida repetir o procedimento substituindo a solução de NaOH por sulfato de sódio (Na2SO4).

Resultados e discussões

Reatividade dos metais alcalinos terroso cálcio (Ca) e magnésio (Mg)

Ao adicionar 10 mL de água e uma pequena massa de cálcio [Ca(s)] em um tubo de ensaio ocorreu a liberação de gás hidrogênio (H2), este confirmado com uma pequena explosão ao aproximar o tubo de ensaio da chama. Adicionaram-se gotas de fenolftaleína ao tubo cuja solução adquiriu coloração rosa, confirmando a basicidade da solução, devido o produto ser a base hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) . A reação química que representa este fenômeno é:

Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

        Ao adicionar 10 mL de água nas fitas de magnésio, não ocorreu uma reação imediata, porém ao aquecer levemente o tubo presenciou-se a liberação de gás hidrogênio, comprovado ao aproximar o tubo da chama. Em seguida adicionou-se gotas de fenolftaleína, em que a solução adquiriu coloração rosa confirmando a basicidade da solução, devido o produto ser a base hidróxido de magnésio (Mg(OH)2). A reação química que representa este fenômeno é:

Mg(s) + 2H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g)

Teste de solubilidade

        Ao adicionar as soluções de sulfato e hidróxido de sódio à cada um dos cloretos previamente preparados, a maioria reagiu formando um precipitado branco. A tabela 1 descreve a reação de formação de precipitado (ppt) de cada reagente.

Tabela 1: Teste de solubilidade dos elementos do grupo 2A

Reagentes	NaOH	Na2SO4
MgCl2(aq)	Ppt branco gelatinoso (Mg(OH)2) MgCl2(aq)  + 2 NaOH(aq) →    2 NaCl(aq) + Mg(OH)2(s)	Solúvel (solução turva) MgCl2(aq) + Na2SO4 (aq)  → 2 NaCl(aq)  +   MgSO4 (aq)
CaCl2(aq)	Ppt branco (Ca(OH)2(s)) CaCl2(aq)  + 2 NaOH(aq) →    2 NaCl(aq) + Ca(OH)2(s)	Ppt branco (CaSO4 (s)) CaCl2(aq) + Na2SO4 (aq)  → 2 NaCl(aq)  +   CaSO4 (s)
SrCl2(aq)	Ppt branco (Sr(OH)2(s)) SrCl2(aq)  + 2 NaOH(aq) →    2 NaCl(aq) + Sr(OH)2(s)	Ppt branco(SrSO4 (s)) SrCl2(aq) + Na2SO4 (aq)  → 2 NaCl(aq)  +   SrSO4 (s)
BaCl2(aq)	Solúvel (solução branca) BaCl2(aq)  + 2 NaOH(aq) →    2 NaCl(aq) + Ba(OH)2(aq)	Ppt branco BaCl2(aq) + Na2SO4 (aq)  → 2 NaCl(aq)  +   BaSO4 (s)