Relátorio 4

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ENGENHARIA DE PETRÓLEO
HELENA JEVEAUX
JOÃO PEDRO BARROSO
NATHALIA GALLO
Prática n° 4
SEMELHANÇAS E DIFERENÇAS NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS DE ELEMENTOS DE UMA MESMA FAMÍLIA DA TABELA PERIÓDICA.
VILA VELHA
DATA (28/08/2015)
HELENA JEVEAUX
JOÃO PEDRO BARROSO
NATHALIA GALLO
SEMELHANÇAS E DIFERENÇAS NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS DE ELEMENTOS DE UMA MESMA FAMÍLIA DA TABELA PERIÓDICA.
Relatório do Curso de Graduação em Engenharia do Petróleo apresentado à Universidade Vila Velha – UVV, como parte das exigências da disciplina Química Experimental sob orientação do professor Arthur Moreira Alves 
VILA VELHA
AGOSTO – 2015
INTRODUÇÃO
A tabela periódica, foi um trabalho de um grande cientista chamado Mendeleyev. A primeira tabela periódica foi organizada colocando os elementos químicos em ordem crescente de suas massas atômicas, tomando cuidado de colocar na mesma vertical os elementos de propriedades químicas semelhantes, e ao longo do tempo, foi sendo aprimorada.
	A tabela usada atualmente, além de ser mais completa do que a antiga, através dos estudos realizado por Henry G. J. Moseley, agora apresenta os elementos químicos dispostos em ordem crescente de número atômico, já que verificou-se que esse valor caracteriza melhor um elemento químico do que sua massa atômica.
	As colunas da tabela são denominadas grupos ou famílias e reúnem elementos químicos com propriedades químicas semelhantes. É possível destacar três classificações dos elementos: metais, não-metais e semimetais. Os metais apresentam as seguintes propriedades: são bons condutores de calor e eletricidade; são dúcteis e maleáveis; apresentam brilho metálico; em sua grande maioria são sólidos e apresentam poucos elétrons de valência. Geralmente formam íons positivos. Os não-metais apresentam propriedades opostas às dos metais, isto é, não são bons condutores de calor e eletricidade, não têm brilho metálico, dentre outras propriedades; os semi-metais apresentam propriedades. 
	Uma classificação muito difundida da tabela periódica divide as dezoito colunas da tabela periódica em dois grandes grupos, A e B. O grupo A é formado pelas famílias 1A, chamadas metais alcalinos; 2A, metais alcalino-terrosos; 3A, família do boro; 4A, família do carbono; 5A, família do nitrogênio; 6A, calcogênios; 7A, halogênios e 8A, gases nobres ou inertes. As famílias do grupo A, são denominadas de elementos representativos ou característicos. O grupo B localiza-se na parte central da tabela ocupando dez colunas, inclusive as séries dos lantanídios e actinídios e são denominados de elementos de transição e estendem-se ao longo da tabela, na parte inferior. Os grupos 1B até 8B são denominados de elementos de transição simples ou externa.
	Entre toda as famílias da tabela periódica, as que podemos dar destaque são: a família dos metais alcalinos (1A), metais alcalinos-terrosos (2A) e a família dos halogênios (7A). Em relação aos elementos destacam-se o sódio (1A) e o potássio (1A). Já em relação a família 2A, os elementos que destacam-se é o Cálcio e o Magnésio e por final na família 7A os que ganham destaque são Cloro, Bromo e Iodo.
	Eletronegatividade é a capacidade que um átomo tem de atrair para si o par eletrônico que ele compartilha com outro átomo em uma ligação covalente. Os elementos mais eletronegativos são os halogênios (especialmente o flúor). É interessante também notar que a eletronegatividade de cada elemento químico está relacionada com seu potencial de ionização e sua eletroafinidade. No período, a eletronegatividade cresce da esquerda para a direita, e na família de cima para baixo.
	Os metais têm sempre tendência para ceder elétrons; conseqüentemente, eles se oxidam e agem como redutores. Comparando vários metais, foi determinado quais são os metais que têm maior tendência e quais os que têm menor tendência para ceder elétrons, sendo uma característica dos metais, a eletropositividade é uma propriedade para saber a tendência de um átomo de perder elétrons, ou seja, quanto maior seu caráter metálico, maior sua eletropositividade.
	Por volta de 1887, foi proposto que substâncias produtoras de íons hidrogênio em água fossem chamadas de ácidos e substâncias produtoras de íons hidroxila em água fossem chamadas de bases. Anos se passaram, e a definição atual é que um ácido é tido como doador de prótons e um base como receptor de prótons. Esta definição provou ser de grande valia, pois consegue levar em conta a influência do solvente (além da água) em equilíbrios ácido-base.
	Para se determinar o caráter da solução, normalmente utilizamos um indicador de pH na solução em análise. A cor do indicador varia conforme o pH da solução. Como por exemplo, a fenolftaleína (normalmente em solução alcoólica como um líquido incolor, e é Insolúvel em água, porém solúvel em álcool etílico e ou etanol), apresenta cor rosa em soluções que são base.
OBJETIVOS
Verificar quais elementos de uma mesma família possuem propriedades química semelhantes;
Verificar a diferença de eletropositividades (no caso de metais) e eletronegatividades (no caso de ametais) entre os elementos de uma mesma família.
MATERIAIS
Ácido Nítrico (1M)
Nitrato de Prata (0,1M);
Fenoftaleína;
Nitrato de chumbo;
Potássio;
Sódio;
4 béqueres de 50mL;
6 tubos de ensaio;
Fita de magnésio;
Espátula;
2 pipetas de 2mL;
2 pipetadores;
Água deionizada;
Óxido de cálcio;
Iodeto de Potássio;
Brometo de Potássio;
Cloreto de Sódio;
MÉTODOS
Observou-se as características físicas do sódio e do potássio (cor, brilho, consistência);
Adicionou-se um pedaço de sódio a um béquer contendo cerca de 20mL de água deionizada. 
Observou-se o sódio dissolver na água, liberando hidrogênio, formando a reação:
			2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(l) + H2(g)
 Colocou-se fenolftaleína, ficando com a cor rosa, indicando a formação da base NaOH;
 Adicionou-se à solução alguns mL de Ácido Nítrico (HNO3), sob agitação;
 Observou-se que a solução tornou-se a sua cor inicial (transparente);
			NaOH(l) + HNO3 → NaNO3(aq) + H2O(l)
Adicionou-se um pedaço de potássio a um béquer contendo cerca de 20mL de água deionizada;
Observou-se o pedaço de potássio, queimar muito rápido "explodindo" descrita na reação abaixo:
			2K(s) + 2H2O(l) → 2KOH(aq) + H2(g)
Adicionou-se ao béquer algumas gotas de fenolftaleína;
Observou-se a solução ficar rosa novamente, indicando uma base;
Adicionou-se à solução alguns mL de ácido nítrico, sob agitação;
Observou-se a solução ficar na sua cor inicial (transparente);
KOH(aq) + HNO3(l) → KNO3(aq) + H2O(l)
Experimento 2:
Adicionou-se a um béquer de 50mL, aproximadamente 30mL de água deionizada;
Adicionou-se neste béquer um pouco de óxido de cálcio;
Adicionou-se fenolftaleína e aguardou-se alguns momentos;
Observou-se que a solução ficou rapidamente rosa;
CaO + H2O → Ca(OH)2	
Adicionou-se a um béquer de 50mL, aproximadamente 30mL de água deionizada;
Adicionou-se neste béquer um pedaço da fita de magnésio;
Adicionou-se fenolftaleína e aguardou-se alguns momentos;
Observou-se que demorou muito para que a cor rosa aparecesse;
Mg2 + 2H2O → Mg(OH)2(aq) + H2(g)
Experimento 3:
Separou-se 6 tubos de ensaio;
Adicionou-se a dois tubos de ensaio algumas gotas de NaCl;
Adicionou-se a outros dois tubos 2mL de KBr;
Adicionou-se aos outros dois tubos finais, 2mL de KI;
Adicionou-se Pb junto a um dos tubos de NaCl;
Adicionou-se Ag ao outro tubo de NaCl;
Adicionou-se Pb junto a um dos tubos de KBr;
Adicionou-se Ag ao outro tubo de KBr;
Adicionou-se Pb junto a um dos tubos de KI;
Adicionou-se Ag ao outro tubo de KI;
 
 
 RESULTADO/DISCUSSÃO
Sabemos que elementos de uma mesma família apresentam propriedades químicas bem semelhantes, porém não iguais. Essas semelhanças na característica química acontece pois os elementos de uma mesma família possuem camadasde valência iguais.
Tanto a família dos metais alcalinos (1A) quanto a dos metais alcalinos-terrosos (2A) doam seus elétrons com facilidade, por terem um e dois elétrons na camada de valência, respectivamente. São elementos muito eletropositivos por terem esta facilidade. Já a família dos halogênios (7A) não é considerada eletropositiva como as citadas anteriormente. Ao contrário de doar elétrons, ela recebe por conta de seus sete elétrons na sua última camada, a camada de valência. Por ser uma ligação mais forte e, portanto, por ter facilidade em receber elétrons, é denominada de eletronegativo. 
Essa facilidade tanto de receber quanto de doar elétrons varia dentro das famílias dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos e da família dos halogênios, respectivamente. 
Segue abaixo, nas tabelas 1 e 2, os dados obtidos no experimento 1:
TABELA 1 – dados do experimento 1
	CARACTERÍSTICAS FISICAS DO SÓDIO (Na)
	CARACTERÍSTICAS OBSERVADAS
	
	
	Cor
	Prateado e branco com algumas partes metálicas 
	Brilho
	Brilhante
	Consistência 
	Sólido e macio
TABELA 2 – dados do experimento 1
	CARACTERÍSTICAS FISICAS DO POTÁSSIO (K)
	CARACTERÍSTICAS OBSERVADAS
	
	
	Cor
	Prateado, branco e levemente amarelado em algumas partes 
	Brilho
	Brilhante
	Consistência 
	Sólido e macio
Como podemos observar, as características físicas do potássio e do sódio são bem parecidas. Vale ressaltar que ambos pedaços estavam com uma coloração amarelada devido a oxidação mas quando cortados, com o auxílio de uma espátula, podemos ver a sua real coloração e brilho. 
O sódio é um metal facilmente encontrado na natureza em combinação com outros elementos, sendo o sexto elemento mais abundante na Terra. É considerado um metal bastante reativo e conduz facilmente calor e eletricidade. Enquanto isso, o potássio é um elemento leve, se funde a baixas temperaturas, reativo com a água e ambos metais são denominados metais alcalinos pois forma uma base alcalina em reação com a água.
Primeiramente, neste experimento, foi adicionado um pedaço de sódio à um béquer contendo água deionizada e foi observado que o metal se dissolveu na água. O sódio, quando em contato com a água, dá origem a um hidróxido, liberando hidrogênio, formando a seguinte reação:
2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(l) + H2(g)
Depois, foi adicionado ao béquer algumas gotas de fenolftaleína, mudando a coloração, de incolor para rosa, indicando a formação da base NaOH. Logo em seguida, adicionou-se alguns mL de ácido nítrico (HNO3) e após agitar levemente a solução, observamos que a solução voltou à sua coloração inicial. 
NaOH(l) + HNO3 → NaNO3(aq) + H2O(l)
A segunda parte do experimento 1 foi bem similar ao que foi dito anteriormente, porém ao invés de sódio, foi utilizado o potássio, ambos os elementos da família dos metais alcalinos. Um pedaço de potássio foi adicionada à um béquer contendo água deionizada e observamos que sua queima foi mais rápida que a do sódio, parecia ainda, que estava “explodindo”, descrita na reação abaixo:
2K + 2H2O → 2KOH + H2
Foi adicionada ao béquer algumas gotas de fenolftaleína, mudando a coloração de transparente para rosa, como na primeira parte do experimento, ou seja, também indica uma base. Depois foi adicionado à solução alguns mL de ácido nítrico e após agita-lo, observamos que também voltou a sua coloração inicial. 
Podemos observar que o potássio é o elemento mais eletropositivo deste experimento pois a eletropositividade da família dos metais alcalinos tende a crescer, de cima para baixo.
EXPERIMENTO 2
Foi adicionado cerca de 30 mL de água deionizada em dois béqueres de 50 mL. No primeiro béquer adicionou-se, com uma espátula, um pouco de óxido de cálcio e depois cerca de vinte gotas de fenolftaleína. O cálcio vai para o fundo e solta algumas bolhas, significando a liberação de H+. No segundo béquer adicionamos um pedaço de fita de magnésio e depois cerca de 20 gotas de fenolftaleína. Observamos que a solução do primeiro béquer ficou de coloração rosada quase que instantaneamente, enquanto a coloração rosada da solução do segundo béquer demorou muitos minutos para se tornar visível, que só era visível em torno da fita. Ou seja, no caso da fita de magnésio, a velocidade de reação é bem mais baixa.
Com essas informações, podemos dizer que o cálcio é mais eletropositivo que o magnésio graças ao seu raio atômico, que é maior. Ou seja, a atração que o núcleo exerce sobre o elétron que será adquirido é maior. Podemos afirmar também que a eletropositividade da família dos metais alcalinos-terrosos (2A) cresce de cima para baixo.
EXPERIMENTO 3
TABELA 3 – dados do experimento 3:
	SOLUÇÃO
	OBSERVASÕES 
	EQUAÇÃO
	
	
	
	NaCl + Pb(NO3)2
	Não há mudança na cor ou consistência
	2NaCl + Pb(NO3)2 = PbCl2 + 2NaNO3
	NaCl + AgNO3
	Coloração branca
	2NaCl + Pb(NO3)2 = NaNO3 + AgCl
	KBr + Pb(NO3)2
	Não há mudança na cor ou consistência 
	Pb(NO3)2 + KBr = PbBr + (NO3)2
	KBr + AgNO3
	Tom pastel esverdeado, leitoso
	AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3
	KI + Pb(NO3)2
KI + AgNO3
	Coloração amarelada, com quantidade precipitada
Coloração esverdeada, leitoso. Sólido insolúvel que não se sedimentou como um todo
	Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2 + 2KNO3
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
	
Legenda: NaCl – cloreto de sódio; Pb(NO3)2 – nitrato de chumbo II; AgNO3 – nitrato de prata; KBr – brometo de potássio; KI – iodeto de potássio.
Para esse experimento, utilizamos seis tubos de ensaios. Cada tubo está representado na tabela, indicando a solução, observações feitas durante o experimento e ainda a equação formada. 
Os elementos da família dos halogênios possuem sete elétrons na camada de valência, portanto tendem a receber um elétron. A grande semelhança na família dos halogênios é que eles são altamente eletronegativos e oxidantes, e por isso reagem espontaneamente com quase tudo (metais, ametais, gases nobres, etc.).
BIBLIOGRAFIA
Feltre, Ricardo, 384p - Química /Ricardo Feltre. — 6. ed. — São Paulo : Moderna, 2004
BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.;BURSTEN, B. E. Química: a ciência central. 9. Ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012. Xviii, 972p.
ANEXOS