Química Inorgânica I

QUESTÕES DA PRÁTICA 4

1. Você observou alguma reação nos experimentos dos itens 3 a 5? Em caso afirmativo, escreva as equações químicas correspondentes.

Experimento 1: Nada é observado. Embora o potencial de redução do Al3+/Al0 seja negativo, indicando que a reação de oxidação do alumínio é favorecida, uma camada fina de óxido de alumínio formada na superfície impede que a oxidação continue a acorrer.

Experimento 2: Nada é observado. Embora o potencial de redução do Al3+/Al0 seja negativo, a água não force uma concentração de H+ suficiente para promover o deslocamento do elétron do Al.

Experimento 3: Desprendimento de gás – 2 Al(s) + 6HCl(aq.) →  2Al3+(aq.)  + 6Cl-(aq.)  + 3H2(g)

Experimento 4: Desprendimento de gás - 2Al(s)  + 2NaOH(aq.)  + 6H2O(l) →  NaAl(OH)4(aq.) ou NaAlO2.2H2O(aq.) + 3H2(g)

 7. Compare a reatividade do alumínio com as reatividades dos elementos dos grupos 1 e 2 com a água e explique as diferenças.

A reatividade dos metais em água poderia ser correlacionada com a série eletroquímica. Os metais alcalinos e alcalinos terrosos possuem potenciais de redução mais negativos da tabela periódica, portanto, são muito reativos sendo seus elétrons facilmente deslocados pelo H+ da água formando-se H2. O potencial de redução do Al/Al3+ é um pouco menor (E0r = -1,66 V) e portanto a concentração de íons H+ oriundos a auto ionização da água não é suficiente promover a oxidação do Al0 a Al3+. A maior resistência a oxidação do Al em comparação aos elementos dos grupos 1 e 2, refletida pelo seu potencial de redução, também pode ser correlacionada com a energia de coesão da rede metálica. A diminuição do tamanho dos átomos da esquerda para direita na TP bem como o aumento do número de elétrons que participam da ligação química, torna o metal mais estável. Além disso, as energias de ionização necessárias para obter-se íons M+, M++ e M+++, aumenta significativamente quando vamos do grupo 1A para o 3A.

8. Quais dos seguintes hidróxidos reagiriam com uma solução aquosa de hidróxido de sódio concentrado e quais as equações representariam estas reações: RbOH, Ga(OH)3, Ba(OH)2 Ca(OH)2, CsOH e Be(OH)2?

Essa questão visa explorar o caráter anfótero do grupo 3A. Este possui a capacidade de reagir tanto como ácido como base. Neste caso, apenas o hidróxido de Gálio reagiria com o hidróxido, uma vez que está na mesma família e apresenta características similares ao Al. A adição de NaOH a uma solução de Ga(OH)3 deslocaria o equilíbrio no sentido da formação do aníon [Ga(OH-)6]---.

[Ga(H2O)6]+++ → [Ga(H2O)5(OH-)1]++ + H+ → [Ga(H2O)4(OH-)2]+ + H+ → [Ga(H2O)3(OH-)3] + H+ → [Ga(H2O)2(OH-)4]- + H+ → [Ga(H2O)(OH-)5]-- + H+ → [Ga(OH-)6]--- + H+

1. Escreva a equação da reação observada no item 5, sabendo que os produtos são hidrogênio e tetraidroxoaluminato (m) de potássio.

2Al + 2KOH + 6H2O →  KAl(OH)4 ou KAlO2.2H2O + 3H2

2. Escreva a equação da reação observada no item 9, sabendo que o produto é o sulfato de alumínio e potássio dodecaidratado.

KAl(OH)4 + 2H2SO4  +  8H2O  →  [K(H2O)6][Al(H2O)6](SO4)2]