Reações químicas de alguns metais com água, ácidos e outros metais

1- Introdução:

A reatividade pode ser relacionada com a capacidade de doar elétrons, sua eletropositividade, quanto mais eletropositivo for o metal mais reativo ele é. A série ou a fila de relatividade também organiza os elementos com sua capacidade de se oxidar, quanto mais reativo maior é sua capacidade de oxidar-se. (Info Escola)

A seguir temos uma representação da reação química de oxidação desses metais:

Os metais à esquerda da fila de reatividade são extremamente reativos, à direita, pouco reativos e os do meio, moderadamente reativos. Dessa maneira os metais extremamente reativos são fortes agentes redutores por que tem grande facilidade de oxidar deslocando os metais menos nobre de compostos em solução. Note que o hidrogênio foi incluindo nessa fila, mesmo sem ser um metal, porque separa os elementos da fila que reagem com ácido e liberam gás hidrogênio (à direita do hidrogênio) daqueles que não reagem liberando esse gás (à esquerda do H). Os elementos a esquerda do H, com exceção do Au e Pt, reagem somente com ácidos oxidantes, que possuem ânions que são fortes agentes oxidantes.

Metais à direita do magnésio são tão reativos que reagem diretamente com água fria formando hidróxidos desses metais, como é o caso do sódio, já os metais antes do magnésio até o ferro só reagem com água em ebulição ou vapor de água. E os metais a esquerda do ferro antes do hidrogênio não reagem com água, e sim com ácido liberando H2(g). (Club Ciência)

2- Objetivos

Estudar as reações químicas de alguns metais com a água, com ácidos e com outros metais.

3- Materiais necessários:

- cobre metálico em fragmentos - tubos de ensaio

- ferro metálico em fragmentos - estante para tubos de ensaio

- zinco metálico em aparas - béqueres de 50 e 100 mL

- magnésio metálico em aparas ou em fita - Lixa

- sódio metálico - placas de Petri

- água destilada - pipetas de 5 e 10 mL

- ácido clorídrico concentrado - bico de Bunsen

- sulfato de cobre - Alicate

- solução de fenolftaleína 0,1% - Pregos

- solução de ferricianeto de potássio 0,1 mol/L - ágar-ágar

4- Procedimento experimental

4.1 – REAÇÃO DE METAIS COM ÁGUA

Lixou pedaços de cobre, ferro, zinco e magnésio até que fiquem brilhantes. Então colocou-se os pedaços dos metais em 4 tubos de ensaio. Cobriu-se com água destilada, e observou-se periodicamente se ocorreu modificação na cor da solução ou na superfície do metal (aspecto, cor, brilho).

4.2. – REAÇÃO DE SÓDIO METÁLICO COM ÁGUA (feito essa amostra pela professora)

Colocou-se água em uma cuba até sua metade e adicionou-se de 5 a 10 gotas de fenolftaleína.

Cuidadosamente, cortou-se com uma espátula um pequeno pedaço de sódio metálico e colocou-se na cuba de vidro. Observou-se a reação e anotou-se as modificações.

4.3 - REAÇÃO DE METAIS COM ÁCIDO CLORÍDRICO

Diluiu-se em um béquer 15 mL de ácido clorídrico com 60 mL de água. Em seguida colocou-se em 4 tubos de ensaio 15 mL da solução ácida resultante.

Introduziu-se então nos tubos 1, 2, 3 e 4 respectivamente, os seguintes metais : cobre, ferro, zinco e magnésio, recém limpos.

Observou-se e comparou-se a velocidade de desprendimento gás em cada um dos tubos.

4.4 - DESLOCAMENTO DE UM METAL POR OUTRO

Dissolveu-se 0,1 g de sulfato de cobre em 10 mL de água. Adicionou-se zinco em pó sob agitação até que a solução se torne incolor.

Dissolveu-se 0,1 g de sulfato de cobre e 0,2 mL de ácido sulfúrico em 50 mL de água. Introduziu-se nesta solução um pequeno pedaço de ferro e observou-se.

Dissolveu-se 0,1g de sulfato de cobre em 10ml de água. Adicionou-se algumas aparas de zinco. Esperou 1 ou 2 minutos. Agitou-se e observou-se.

Colocou-se a solução de sulfato de zinco em um tubo de ensaio até 1/3 do seu volume. Em seguida adicionou-se algumas aparas de cobre. Agitou-se e observou os resultados.

Colocou-se solução de sulfato de cobre em um tubo de ensaio até 1/3 do seu volume. Adicionou-se algumas aparas de magnésio. Esperou 1 a 2 minutos. Agitou-se e observou os resultados.

4.5. REAÇÃO DO ÁCIDO NÍTRICO COM O COBRE

Colocou-se HNO3 a 50% em um tubo de ensaio até ¼ do seu volume. Então adicionou algumas aparas de cobre, tomando cuidado pois o ácido nítrico é muito corrosivo. Então anotou as observações.

5- Resultados e discussão

5.1 – Reações metais com H2O

5.1.1 2Na(s) + 2H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2(g)

Em contato com a água, o Sódio metálico reage violentamente. A reação é exotérmica (reação química que libera calor), libera gás hidrogênio e forma hidróxido de sódio.

5.1.2 Cu + H2O

O cobre em água não esbanje nenhuma reação, pois ele só consegue se oxidar em água quando estabilizado na forma de complexos ou como compostos insolúveis. Ele somente liberou um gás hidrogênio, e fora isso não teve nenhuma reação ao H2O.

5.1.3 Fe + H2O

Houve uma pequena liberação de gás, porém o ferro em contato com a água não teve nenhum tipo de reação. Isso ocorre porque os metais menos reativos só reagem com águas em altas temperaturas.

5.1.4 Zn + H2O

O zinco reagiu