UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS
COLEGIADO DO CURSO DE QUÍMICA
ANSELMO COSTA
CLAUDIO MARQUES
MAURÍCIO NEVES
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
PRÁTICA II
METAIS ALCALINOS-TERROSOS
ITAPETINGA – BAHIA
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Relatório - Prática II, Notas de estudo de Química
O objetivo deste relatório é observar a reatividade do elemento Magnésio (Mg) e do Carbonato de Cálcio (CaCo3) com a elevação da temperatura e a posterior reação com H2O. A partir das reações realizadas, a análise do produto formado e a forma como tal elemento reagiu, podemos concluir algumas de suas propriedades características e a reatividade do mesmo.
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS
COLEGIADO DO CURSO DE QUÍMICA
ANSELMO COSTA
CLAUDIO MARQUES
MAURÍCIO NEVES
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
PRÁTICA II
METAIS ALCALINOS-TERROSOS
ITAPETINGA – BAHIA
16/SETEMBRO/
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS
COLEGIADO DO CURSO DE QUÍMICA
ANSELMO COSTA
CLAUDIO MARQUES
MAURÍCIO NEVES
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
PRÁTICA II
METAIS ALCALINOS-TERROSOS
Relatório de aula prática apresentado ao Prof. Dr.: Jaime de Souza Júnior como avaliação parcial da disciplina de Química Inorgânica.
OBJETIVOS DA PRÁTICA
O objetivo deste relatório é observar a reatividade do elemento Magnésio (Mg) e do Carbonato de Cálcio (CaCo 3 ) com a elevação da
temperatura e a posterior reação com H 2 O. A partir das reações realizadas, a análise do produto formado e a forma como tal elemento reagiu, podemos concluir algumas de suas propriedades características e a reatividade do mesmo.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
METAIS ALCALINOS TERROSOS (GRUPO II)
Os metais alcalino-terrosos representam o grupo II da tabela
periódica. Esse grupo representa o berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). O termo “terrosos” no nome do grupo é da época da alquimia, onde os alquimistas medievais, chamavam as substâncias que não se fundiam e não sofriam transformações com o calor (com os meios de aquecimento da época), de “terrosos”. Esses elementos são metais e apresentam uma alta reatividade para ocorrerem livres na natureza. Os elementos do Grupo 2 apresentam as mesmas tendências nas propriedades que foram observadas no Grupo 1. Contudo, o berílio é uma exceção, diferindo muito mais em relação aos demais elementos do grupo que o lítio no caso dos elementos do grupo 1. Todos os compostos de berílio e bário são muito tóxicos. Esses elementos formam uma série bem comportada de metais altamente reativos, mas menos reativos que os metais do grupo 1. Geralmente, são bivalentes e formam compostos iônicos incolores. Os óxidos e hidróxidos são menos básicos que os dos elementos do Grupo 1: portanto seus oxossais (carbonatos, sulfatos, nitratos) são mais susceptíveis ao calor. O magnésio é um importante metal estrutural, sendo usado em grandes quantidades (303. toneladas em 1993). Os íons Mg 2+^ e Ca2+^ são elementos essenciais ao ser humano; e Mg2+^ é um importante constituinte da clorofila.
ESTRUTURA ELETRÔNICA
Todos os elementos do Grupo 2 possuem dois elétrons s no nível eletrônico mais externo. Ignorando os níveis internos preenchidos, as suas estruturas eletrônicas podem ser representadas como 2s 2 , 3s 2 , 4s 2 , 5s 2 , 6s 2 , 7s 2.
Elem Configuração Eletrônica
Os metais alcalino-terrosos quase sempre reagem formando compostos nos quais o metal apresenta o estado de oxidação +2, como por exemplo, o óxido de cálcio – CaO. Embora o berílio mostre uma tendência de formar ligações covalentes, nos membros desse grupo dão tipicamente íons 2+, tanto em compostos sólidos como em solução aquosa. Os metais alcalino-terrosos são agentes redutores poderosos. De fato, com exceção do berílio e magnésio, esses elementos são agentes redutores tão bons quanto os metais alcalinos. Isto pode parecer surpreendente em vista da alta segunda energia de ionização dos átomos dos metais alcalino- terrosos. O efeito estabilizante da energia de hidratação elevada dos íons 2+ quase compensa esse fato; entretanto, os potenciais de redução padrão do Ca, Sr e Ba são praticamente os mesmos correspondentes do grupo I da tabela periódica. Os valores menores para os elementos são mais leves do grupo II, Be e Mg, são consequência das suas energias de ionização.
Reação com água Com exceção do berílio, os metais alcalino-terrosos (M) reagem com água formando hidrogênio: Mg + 2H 2 O → M2+^ + H 2 + H 2 O
Entretanto, a reação com magnésio é muito lenta, devido ao fato de que esse elemento forma rapidamente uma camada fina, protetora de MgO, que efetivamente dificulta a reação com muitas substâncias, especialmente à temperatura ambiente.
MAGNÉSIO
O magnésio é um elemento químico de símbolo Mg de número atômico 12 (12 prótons e 12 elétrons) com massa atómica 24 u. É um metal alcalino-terroso, pertencente ao grupo (ou família) 2 (anteriormente chamada 2A), sólido nas condições ambientais. É o sexto elemento em abundância, constituindo cerca de 2,76% da crosta terrestre, e o terceiro mais abundante dissolvido na água de mar. É empregado principalmente como elemento de liga com o alumínio. Outros usos incluem flashes fotográficos, pirotecnia e bombas incendiárias.
O magnésio foi descoberto em 1755 pelo escocês Joseph Black.
Características principais O magnésio é um metal bastante resistente e leve, aproximadamente 30% menos denso que o alumínio. Possui coloração prateada, perdendo seu brilho quando exposto ao ar, por formar óxido de magnésio. Quando pulverizado e exposto ao ar se inflama produzindo uma chama branca. Reage com a água somente se esta estiver em ebulição, formando hidróxido de magnésio e liberando hidrogênio.
Aplicações Os compostos de magnésio, principalmente seu óxido, são usados como material refratário em fornos para a produção de ferro e aço, metais não ferrosos, cristais e cimento. Assim como na agricultura, indústrias químicas e de construção. O uso principal do metal é como elemento de liga com o alumínio , empregando-a para a produção de recipientes de bebidas, componentes de automóveis como aros de roda e maquinárias diversas. O magnésio também é usado para eliminar o enxofre do aço e ferro. Outros usos:
- Aditivo em propelentes convencionais.
- Obtenção de fundição nodular (Fe-Si-Mg).
- Agente redutor na obtenção de urânio e outros metais a partir de seus sais.
- O hidróxido ( leite de magnésia ), o cloreto, o sulfato ( sal de Epsom ) e o citrato são empregados em medicina.
- O pó de carbonato de magnésio ( MgCO 3 ) é utilizado por atletas como ginastas, alpinistas e levantadores de peso para eliminar o suor das mãos e segurar melhor os objetos.
- Outros usos incluem flashes fotográficos, pirotecnia e bombas incendiárias. O Mg também é encontrado em alimentos como vegetais e cereais. Recentes pesquisas indicam o Magnésio como responsável por retardar o envelhecimento celular, além de ser responsável por inúmeras funções metabólicas intracelulares.
EXPERIMENTAL
SUBSTÂNCIAS ENVOLVIDAS
- Água Destilada
- Fenolfitaleína
- Carbonato de Cálcio
- Magnésio
MATERIAL DE LABORATÓRIO UTILIZADO
- Lamparina
- Fósforo
- Tubos de Ensaio
- Vidro de Relógio
- Pinça Metálica
- Pinça de Madeira
- Pipetas
PROCEDIMENTO DA PRÁTICA
1ª Reação
Pegou-se pedaços Magnésio com a ajuda de uma pinça metálica e levou-se as fitas de magnésio a chama da Lamparina.
Figura 2 – Aquecimento do Magnésio Observar o que ocorre.
Foram coletados os produtos resultantes da queima da fita de magnésio e colocados em um tubo de ensaio contendo uma pequena quantidade de água.
Adicionou-se algumas gotas de fenolftaleína ao tubo com a solução de água e fitas de magnésio.
RESULTADOS
1ª Reação
Ao aquecer-se a apara de magnésio na chama, tem-se a formação do óxido de magnésio, pela reação do magnésio metálico com o oxigênio presente no ar, em uma reação endotérmica (é necessário fornecer calor para que a reação ocorra). Também observa-se um brilho intenso, devido à liberação de parte da energia recebida durante o aquecimento em forma de radiação eletromagnética. Após a reação, nota-se a formação de uma camada de uma substância em forma de pó branco em torno de toda a apara, caracterizado pela formação do óxido, que é a própria substância branca. A reação ocorrida é: Mg (^) (s) + O (^) 2(g) MgO (^) (s) Quando se adiciona água no tubo onde a apara contendo o óxido de magnésio, há a formação do hidróxido, Mg(OH) 2 , pela reação: MgO (^) (s) + H 2 O(l) → Mg(OH)2(aq) Para confirmar a formação do hidróxido, se adicionou algumas gotas de fenolftaleína, que indicou a presença de uma substância básica, pela coloração vermelha apresentada (apesar de ter solubilidade muito baixa, uma pequena parte do Mg(OH) 2 solubiliza, e a presença de íons OH- pode ser
detectada em solução).
2ª Reação
Em contato com a Água destilada, houve uma efervescência com posterior desaparecimento do fragmento de sódio. Ao acrescentar a fenolfitaleína a coloração da solução presente no béquer passa de um líquido incolor para uma coloração rósea.
A coloração rósea indicará a formação do hidróxido de cálcio, mostrando que havia CaO:
CaO + H 2 O Ca(OH) (^2)
QUESTIONÁRIO
Porque os elementos do Grupo 2 são menores que os correspondentes elementos do Grupo I? Os Elementos do grupo I possuem apenas 1 elétron em sua camada de valência enquanto que os elementos do Grupo II possuem 2 elétrons. Devido o aumento no número de elétrons dentro da camada faz com que o núcleo atrai os elétrons forçando a ficarem mais próximos do núcleo.
Porque os metais do Grupo 2 são mais duros que os elementos do Grupo 1? Porque a remoção de elétrons de elétrons dos orbitais aumentam ainda mais a carga nuclear efetiva. Assim, estes elementos são mais densos e mais duros do que os metais do grupo I.
Porque os metais alcalinos terrosos tem pontos de fusão mais elevados que os metais do Grupo 1? Por possuir uma massa molecular maior e com isso a força de coesão do núcleo sobre os elétrons também será maior.
A “dureza” da água pode ser “temporária” ou “permanente”. O que provoca a dureza e como pode ser eliminada em cada caso?
Explique como se prepara um reagente de Grignard. A reação de Grignard é uma reação envolvendo haletos de Magnésio e alquila ou arila. Ela é importante para a formação de ligações carbono-carbono. Os reagentes de Grignard são formados reagindo o haleto de alquila ou de arila apropriado com o metal magnésio. A reação é conduzida em éter, um ácido extremamente fraco, para evitar a reação de neutralização entre o reagente de Grignard e qualquer doador de próton, pois esse reagente tem um caráter altamente básico. A reação de Grignard é exotérmitca, mas devido à camada de óxido presente no magnésio, o começo da reação é por vezes retardado. Para iniciar a reação é geralmente necessário raspar o magnésio, agitar fortemente a mistura com pedaços de vidro, ou adicionar pequenas quantidades de iodeto, iodeto de metila ou 1,2-dibrometoetano. Todos estes métodos enfraquecem a camada de óxido e expõem o magnésio ao haleto. Devido sua reatividade com
CONCLUSÃO
A partir destes experimentos, pode-se concluir que os metais alcalinos, em especial o Sódio, são bastante reativos, reagindo espontaneamente com o Oxigênio e reagindo com a água para formar Hidróxido de Sódio e liberando Hidrogênio. Constatou-se a maleabilidade dos metais alcalinos e também a formação de uma substância base ao se misturar com a água, constatada através da cor rosa adquirida pela solução ao acrescentar a fenolfitaleína.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LEE, J. D., Química Inorgânica não tão Concisa. São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda, 1999;
ATKINS P, Jones L. Princípios de Química - Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Ed. Bookman.Porto Alegre 2002; SHRIVER, Durward. ATKINS, Peter. Química Inorgânica. Ed Bookman. Porto Alegre. 2008; BROWN, T. L. Química: A ciência central. 2 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005; Metais Alcalinos. Disponível em : HTTP://pt.wikipedia.org/wik/metal_alcalino Acesso em 20/09/2010; CD do programa Série Ciências, Elementos Químicos. Positivo Informática; Tabela de Química Orgânica. Anglo Vestibulares.