Experimento 02_Reatividade Grupos 01 e 02

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC 
Disciplina: QIE0002 – Química Inorgânica Experimental 
 
 
2. EXPERIMENTO 02: REATIVIDADE DOS GRUPOS 01 E 02 
 
2.1 INTRODUÇÃO 
 
Os elementos do Grupo 1 possuem uma química bastante homogênea, mostrando de modo bem claro os efeitos 
do tamanho crescente dos átomos em suas propriedades físicas e químicas. Por terem bastantes semelhanças possuem 
talvez a química menos descomplicada de toda a tabela periódica. Todos os metais do grupo 1 formam cátions 
monovalentes e são bons condutores de eletricidade, moles e muito reativos. São conhecidos como metais alcalinos 
porque reagem muito facilmente com a água e, quando isso ocorre, formam hidróxidos, liberando hidrogênio. Estes metais 
também reagem facilmente com o oxigênio produzindo óxidos. Isso pode se justificar por possuírem na camada de 
valência em elétron fracamente ligado ao átomo, formando assim compostos iônicos. Seus hidróxidos são bases muito 
fortes. 
Reação com água: 2 Li(s) + 2 H2O(l) → 2 LiOH(aq) + H2(g) 
 
Reação com o oxigênio: 4 K(s) + O2(g) → 2 K2O(s) 
 
As reações entre os metais alcalinos e a água acontecem tão violentamente (como na do rubídio) que podem 
ocasionar a combustão espontânea do hidrogênio liberado; assim, devem ser acondicionados em atmosferas de baixa 
umidade e protegidos contra o oxigênio. 
O Lítio difere razoavelmente dos outros elementos do grupo, como em todos os grupos típicos tabela periódica, 
o primeiro elemento apresenta certas diferenças em relação aos demais. O sódio e o potássio são o sétimo e oitavo 
elementos mais abundantes da crosta terrestre em peso e ocorrem dissolvidos como sais em grande quantidade na água 
do mar. O cloreto de sódio é o composto mais usado, sendo notória a sua importância e é extraído principalmente da água 
do mar. Quanto aos outros, Rubídio, Césio e Frâncio, não possuem métodos de extração viáveis, sendo este último por 
causa de seu decaimento radioativo. 
No grupo 2 observam-se as mesmas tendências nas propriedades que foram estudadas no Grupo 1: são moles e 
reativos. Formam uma série nas variações gradativas das propriedades de metais muito reativos, mas sendo ainda menos 
reativos que os do grupo 1. São chamados de alcalino-terroso provém do nome que recebiam seus óxidos: terras. O Berílio 
possui uma química anômala, não se familiarizando bem com o restante do grupo. Isto se deve principalmente ao fato do 
átomo e do íon Be2+ serem muito pequenos, e comparando a diferença de tamanho do Be2+ com o Mg2+, que é quatro 
vezes maior que a diferença do Li+ e do Na+. Esta discrepância de tamanho é o que deve causar o seu comportamento 
anômalo em relação aos outros alcalino-terrosos. O cálcio é o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre, 
ocorrendo como depósitos de minerais, seja na forma CaCO3 (formando montanhas inteiras de calcário), gesso e anidrita 
(CaSO4⋅ H2O e CaSO4 respectivamente). O Estrôncio e o Bário ocorrem como minerais de fácil extração, mas são menos 
abundantes. Como o Rádio é radioativo e bem raro, não é muito usado, apesar de ter sido aplicado no tratamento do 
câncer. Atualmente em seu lugar usam-se outras fontes. 
 
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Os elementos dos grupos 1 e 2 formam sais com grande caráter iônico, principalmente quando combinados com 
elementos com elevada eletronegatividade como os halogênios. 
 
 
2.2 OBJETIVOS 
 
Comparar o comportamento dos metais alcalinos e alcalinos terrosos quanto à reatividade. 
Explorar os conceitos de dureza de águas. 
Explorar os conceitos relacionados à solubilidade de sólidos iônicos. 
 
2.3 PRÉ-LABORÁTORIO 
 
a) O que é uma água dura? Por que elas são tratadas como um problema? 
b) Escreva as reações químicas para a reação dos elementos do Grupo 2 com água e oxigênio. 
c) Busque a estrutura da fenolftaleína na literatura e explique o comportamento ácido-base desta substância. Qual 
a faixa de viragem deste indicador? 
d) Pesquise a solubilidade dos seguintes compostos Na2CO3, CaCO3, KNO3 e NaOH em água. 
 
2.4 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Materiais e regentes 
Sódio metálico Ácido Clorídrico 6,0 mol L-1 Papel de filtro 
Magnésio metálico Carbonato de Cálcio Faca 
Água destilada Carbonato de Sódio Placa de Petri 
Fenolftaleína Nitrato de Potássio Vidro de Relógio 
Hidróxido de Sódio Hidróxido de Bário 0,1 mol L-1 Banho-Maria 
Tubos de ensaio Detergente Pinça 
Solução de Sabão (10 g L-1) Soluções que simulam águas duras temporária e permanente 
Pipetas Espátulas 
 
 
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Procedimento: 
 
Águas duras permanente e temporária: 
* Identificação do ânion (bicarbonato ou sulfato) 
A) Em um tubo de ensaio, misture cerca de 1 mL de água dura temporária e algumas gotas de solução de hidróxido de 
bário. Observe. Remova o excesso da solução-mãe e em seguida adicione, com agitação, algumas gotas de ácido clorídrico 
6 mol L-1. 
B) Repita os testes do parágrafo anterior, usando água dura permanente. 
 
* Formação de espuma com sabão 
A) Coloque, num tubo de ensaio, cerca de 1 mL de água destilada. Num segundo tubo, coloque igual volume de água 
dura temporária e num terceiro tubo, água dura permanente. Acrescente a cada tubo dez gotas de solução de sabão (sabão 
em pedra) e agite vigorosamente. 
B) Repita os testes do parágrafo anterior, usando detergente. 
 
* Efeito do aquecimento (Abrandamento de água dura temporária pelo aquecimento) 
A) Preencha um tubo de ensaio até a metade de sua capacidade com água dura temporária e aqueça em banho-maria por 
aproximadamente 30 min. Observe. Se houver formação de precipitado, separe o sólido transferindo a solução-mãe para 
outro tubo. Guarde esta solução para o ensaio B). Adicione algumas gotas de ácido clorídrico 6 mol L-1 ao sólido formado 
e verifique se ocorre dissolução. 
B) Adicione dez gotas da solução de sabão na solução de água dura após o aquecimento. Abrandamento de água dura 
permanente usando carbonato de sódio. Coloque cerca de 1 mL de água dura permanente em um tubo de ensaio e adicione 
2 mL da solução de carbonato de sódio. Agite. Se houver formação de precipitado, separe-o e a adicione dez gotas da 
solução de sabão ao sobrenadante. 
 
Reatividade química 
Atenção: use óculos de segurança ou realize o ensaio na capela. Perigo de projeção de reagentes químicos. 
A) em uma placa de Petri adicione uma pequena quantidade de água e três gotas de fenolftaleína. Observe. Adicione um 
pequeno pedaço de sódio metálico e observe. 
B) repita o item A) e agora use um pedaço de magnésio. Lembre-se de limpar bem a superfície do metal antes de adicionar 
à água. 
 
Solubilidade de alguns compostos 
Teste a solubilidade dos sais Na2CO3 e CaCO3. Observe. 
Dissolva cerca de 0,5 g de KNO3 no menor volume de água possível. Faça o mesmo com NaOH. Observe os efeitos de 
temperatura. 
 
Ao término da prática, lave o material utilizado e deixe a bancada organizada. 
 
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2.5 RESULTADOS E QUESTIONÁRIO 
 
Com base no experimento realizado responda as seguintes questões: 
 
a) Apresente as equações químicas para as reações de sódio e de magnésio metálicos com água. 
b) Explique a diferença de solubilidade entre os carbonatos de sódio e cálcio. Qual destes sais deve possuir o maior ponto 
de fusão? Justifique. 
c) Explique porque KNO3 tem uma dissolução endotérmica enquanto, enquanto NaOH se dissolve em água com 
desprendimentode calor. 
d) Explique os fenômenos observados nos ensaios sobre águas duras. Apresente as equações químicas pertinentes.