Relatório inorgânica METAIS ALCALINOS E METAIS ALCALINOS TERROSOS

[pic 1] 

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Instituto de Química – Química Inorgânica Experimental I  (2015/1)

Professoras: Juliana e Jaqueline

Turma: 01

METAIS ALCALINOS

E

METAIS ALCALINOS TERROSOS

Alunos: André Nogueira, Augusto Nascimento, Larissa Knupp, Luana Gaspar e Victória de Castro.

Rio de Janeiro, 24 de Abril de 2015

Conceito

Os metais do grupo 1 e 2 possuem geralmente as mesmas tendências nas suas características, apresentando exceções como o Berílio.

Os metais alcalinos formam um grupo bastante homogêneo e, provavelmente, possuam a química mais simples que qualquer outro grupo da Tabela Periódica. As propriedades químicas e físicas desses elementos estão diretamente relacionadas com sua estrutura eletrônica e seu tamanho. São excelentes condutores de eletricidade, moles e por serem altamente reativo não se encontram na natureza, diferente dos alcalinos terrosos por apresentarem estrutura dura e serem menos reativos. Os hidróxidos e óxidos são bases muito fortes e os oxo-sais são muito estáveis. Possuem brilho quando recém cortados, mas se tornam logo foscos devido à rápida oxidação que sofrem quando em contato com o ar, por isso devem ser guardados sempre em frascos contendo óleo mineral (vaselina ou querosene).

Os átomos dos elementos do grupo 2 são um pouco menores que os alcalinos, devido ao fato de possuir a carga adicional no núcleo fazendo com que a mesma atraia com mais intensidade os elétrons. Eles possuem cor branca e prateada, dois elétrons na camada de valência que podem participar de ligações metálicas. Os metais desse grupo apresentam energias de ligações maiores e seus pontos de fusão e ebulição são muito mais elevados que os metais do grupo 1.

Objetivo: Estudar e avaliar o comportamento, características e propriedades químicas como estabilidade térmica dos nitratos, solubilidade, eletrólise ígnea, propriedades redutoras de óxidos e hidróxidos dos elementos dos grupos metais alcalinos e alcalinos terrosos.

Experimentos:

11 Metais alcalinos

11.1 Reação com água e ar

1. Reação com o ar

Ao fracionar um pedaço de sódio metálico, que foi retirado de um frasco contendo querosene, pode-se observar que o metal quando exposto ao ar por uns minutos tem o aspecto alterado, passando de metálico para um tom esbranquiçado opaco. Esse acontecimento se explica pelo fato do sódio metálico se oxidar rapidamente quando em contato com o ar, formando uma camada fina de cristais de óxido para evitar eventual alteração no metal.

Reação com o oxigênio:

2Na(s) + O2(g)   →   Na2O2(g)

2. Reação com água

O sódio metálico reage violentamente com a água liberando gás hidrogênio (H2), que é altamente inflamável, sendo uma reação extremamente exotérmica, emitindo chama. O metal funde e é formado o NaOH, deixando a solução básica com o hidróxido dissolvido.

2Na(s) + 2H20(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)

Observou-se que o sódio flutuou na água, pois além de apresentar densidade (0.968 g/cm³) ligeiramente menor que água, a reação libera o gás H2 em forma de bolha que sustenta o sólido na superfície. O sódio funde admitindo uma forma esférica porque, assim, apresenta menor superfície de contato com a água e com o ar e distribui de forma equilibrada a liberação de energia nos pontos nos quais vão reagindo.

11.2 Estabilidade térmica de nitratos

4LiNO3 (s)   Δ      2LiO(s) + 4NO2(g) + O2(g)[pic 2]

KNO3(s)      Δ      KNO2(s) + O2(g)[pic 3]

Concluiu-se que, com as reações acima os gases liberados com o aquecimento são NO2 (com coloração marrom) e O2.

OBS: Nesse experimento deveria ter liberado o NO2 com coloração marrom, contudo isso não ocorreu. E uma possível explicação para a causa foi a chama não ter sido de bico de Bunsen e sim de lamparina que não atingiu a temperatura necessária.

Após o aquecimento foram obtidos o óxido de Lítio (Li2O) e o nitrato de potássio (KNO2).

À medida que foi acrescentando a água destilada, o óxido de lítio reagiu formando uma base, o hidróxido de lítio. Como essa reação possui meio básico, na adição de fenolftaleína foi acusada uma coloração acentuada rosa e assim, ficando incolor para KI.  

Li2O (s) + H2O (l) → 2 LiOH (aq)

Já na decomposição do nitrato de potássio o mesmo não reagiu com a água, apenas se dissociando. Com isso, na presença de fenolftaleína e iodeto de potássio a reação se apresentou como inerte.

KNO3(s) → KNO2(s) + O2(g)

11.3 Solubilidade

1. Ao misturar carbonato de sódio com cloreto de lítio observa-se a formação de precipitado branco. Isso ocorre devido a uma reação de dupla troca que acontece formando cloreto de sódio na forma aquosa e o carbonato de lítio, que precipita, na forma sólida. Como mostra na reação abaixo:

Na2CO3(aq) + 2LiCl(aq) →2NaCl(aq) + Li2CO3(s)

2. Ao testar em dois tubos de ensaio o LiCl e o KF, observou-se que ambos eram totalmente solúveis em água, porém o cloreto de lítio se solubilizou mais rapidamente.