Inorganica Experimental I - pratica 1

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Experimento 1: Hidrogênio, metais alcalinos e alcalinos terrosos. 
Questionário: 
Questão 1: Demonstre todas as reações envolvidas, fazendo, sempre que possível, os comentários sobre as mudanças químicas observadas.
Hidrogênio: 
1 – preparação: 
a) Reação com água: 
Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Mg(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g)
A reação de metais alcalinos terrosos com água forma hidróxido dos respectivos metais com desprendimento de gás hidrogênio. As reações costumam ser tão exotérmicas que o próprio calor da reação faz o gás hidrogênio entrar em combustão. 
b) Reação com solução alcalina: 
2Al(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l) 2NaAlO2(aq) + 3H2(g)
https://www.youtube.com/watch?v=rpjgWH9OaN0
A reação é bastante exotérmica com a liberação de gás hidrogênio e a formação de aluminato de sódio (2NaAlO2(aq)) e a solução resultante tem coloração preta. 
c) Zn(s) + H2SO4(aq) Zn(SO4)(aq) + H2(g)
 2Al(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)
No caso das duas reações com zinco metálico e alumínio metálico, ambos funcionam como agentes redutores, reduzindo os hidrogênios ácidos do ácido sulfúrico em gás hidrogênio. 
2 – Propriedades redutoras: 
a) Primeiramente são preparados 2 mL de uma solução contendo ácido sulfúrico de concentração 3M com permanganato de potássio. Segue a reação química. 
H2SO4(aq) + KMnO4(aq) Mn2O7(aq) + K2SO4(aq) + H2O(l) (líquido esverdeado) 
Nessa reação, forma o Mn2O7 (heptóxido de dimanganês) que é altamente oxidante. 
https://www.youtube.com/watch?v=ekOF3qNvBbE
Tubo 1 : H2SO4(aq) + KMnO4(aq) Mn2O7(aq) + K2SO4(aq) + H2O(l) (líquido esverdeado) 
Tubo 2: 
Metais alcalinos: 
1 ) Reações: 
a) Reações com água: 
2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g)
2K(s) + 2H2O(l) 2KOH(aq) + H2(g)
b) Reação com álcool: 
 2Na(s) + 2EtOH(l) 2NaOEt(aq) + H2(g)
2 – Preparação de amálgama 
Na(s) + Hg(l) NaHg(s)
Ao se adicionar água, forma hidróxido de sódio. 
2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g)
3 – Solubilidade de alguns sais: 
Metais alcalinos terroros:
a) Reação com ácido: 
Mg(s) + H2SO4(aq) MgSO4(aq) + H2(g)
Ca(s) + H2SO4(aq) CaSO4(S) + H2(g)
Mg(s) + 2HAc(aq) Mg(Ac)2(aq) + H2(g)
Ca(s) + 2HAc(aq) Ca(Ac)2(aq) + H2(g)
O ácido acético por ser um ácido mais fraco, torna a reação de formação de H2 pelos íons Mg(s) e Ca(s) mais lenta.
2) Solubilidade dos sulfatos
Ca+2(aq) + H2SO4(aq) CaSO4(S) 
Sr+2 (aq) + H2SO4(aq) SrSO4(S) 
Ba+2 (aq) + H2SO4(aq) BaSO4(S) 
A formação de precipitado para os íons de cálcio, estrôncio e bário ocorre mais rápido quanto maior o raio iônico, ou seja, Ba+2 reage mais rápido com íons sulfato que estrôncio e o cálcio. 
3) Estabilidade térmica de alguns nitratos. 
2Mg(NO3)2(s) + 2MgO(s) + 4NO2(g) + O2(g)
Ca(NO3)2(s) + Ca(NO2)(s) + O2(g)
A reação da decomposição térmica do nitrato de cálcio nas mesmas condições do nitrato de magnésio seria inviável uma vez que esse composto possui uma temperatura de decomposição muito alta. 
2) Explique a diferença de comportamento observada para o cálcio em relação ao magnésio, na reação com a água.
O cálcio, assim como os metais alcalinos-terroros possuem reatividade comparável com o dos metais alcalinos, porém o magnésio, devido a sua energia de ionização, possui um dos maiores valores de potencial de redução (assim, o menor potencial de oxidação) do grupo 2A. E por isso, a reação do magnésio com a água é muito lenta, pois acaba formando uma película passivante de oxidação do metal (MgO) que acaba dificultando o processo. 
3) Como você explicaria o maior descoramento da solução de permanganato de potássio e/ou da solução de tiocianato férrico, na presença de zinco granular?
4) Qual a diferença básica entre um amálgama e uma liga?
A diferença básica entre uma amálgama e uma liga é que o diferença uma liga contém uma combinação de metais e não metais, enquanto que uma amálgama contém uma combinação apenas de metais.
5) Como varia a solubilidade dos carbonatos e dos haletos de metais alcalinos ao longo do grupo? Os resultados obtidos na prática estão de acordo com esta tendência?
Todos os carbonatos e haletos da família IA são solúveis. 
6) Por que a liberação de gás hidrogênio é maior na reação de metais alcalinos terrosos com ácido sulfúrico do que com ácido acético?
O ácido sulfúrico é um ácido com grande poder oxidante além de ser um ácido forte. Já o ácido acético por ser um ácido fraco, a liberação de hidrogênio na reação dos metais alcalinos terrosos com ele é menor. 
7) Explique a diferença de velocidade de formação dos sulfatos de metais alcalinos terrosos.
Os metais alcalinos-terroros são moles e com isso, a nuvem eletrônica é facilmente polarizável. Na medida que aumenta-se o raio atômico, o metal é mais mole, ou seja, mais polarizável. Sabendo disso, íons Sr+2 São mais moles que íons Ca+2 por terem maior raio iônico e por isso, são muito mais reativos com íons sulfatos que também são moles, formando precipitados com valores de Kps menores. 
8) Compare os produtos da decomposição térmica dos nitratos de magnésio e cálcio. Explique as diferenças observadas.
O nitrato de cálcio decompõe a uma temperatura maior que a do magnésio e por isso não houve desprendimento de gás. Isso ocorro pois o cálcio possui uma maior relação q/r uma vez que seu raio iônico é menor e acaba sendo menos polarizável dificultando o processo uma vez que os íons nitrato já são pouco polarizáveis. Isso é observado ao se adicionar água e gotas de fenolftaleína, que devido presença de MnO, um óxido básico, forma hidróxido de Mg(OH)2 e a coloração fica rosa. O que não é observado para o Cálcio, uma vez que não formou CaO.