Relatorio Metais alcalinos terrosos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
INSTITUTO DE QUIMICA E BIOTECNOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
LUCAS TELES DE SANTANA 
JULIANA RODRIGUES SOARES 
EDUARDO DOS SANTOS MELO 
 
 
METAIS ALCALINOS TERROSOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió 
2023 
 
LUCAS TELES DE SANTANA 
JULIANA RODRIGUES SOARES 
EDUARDO DOS SANTOS MELO 
 
 
 
 
 
 
METAIS ALCALINOS TERROSOS 
 
 
 
Relatório de aula, produzido através de 
experimentos realizados em laboratório, para 
obtenção de nota na disciplina de laboratório de 
química inorgânica, ofertada no curso de química 
industrial, na universidade federal de alagoas. 
Prof. Dr. Mario Meneghetti 
 
 
 
 
Maceió 
2023 
1 INTRODUÇÃO 
O grupo 2 da tabela periódica é o grupo representado pelos metais alcalinos-terrosos seu 
nome vem do fato de que muitos desses elementos são encontrados misturados em minérios 
extraídos da terra, porém não são encontrados em uma forma pura como uma barra de metal 
por exemplo. Os elementos que compõem o grupo 2 da tabela periódica são: Berílio (Be), 
Magnésio (Mg), Cálcio (Ca), Estrôncio (Sr), Bário (Ba), e Rádio (Ra). (DIAS, acesso: 2023). 
Os metais da segunda coluna possuem algumas características devido a sua configuração 
eletrônica que é dada por: 
(1) [𝑀] = 𝑛 − 1[𝐺],  𝑛𝑠2 
Onde [M] é a configuração do metal em questão, n é o número quântico principal e [G] 
é a configuração do gás nobre do período anterior. Devido ao fato de os elementos possuírem 
tal configuração eles tendem a ter um grande potencial redutor, um pouco mais fraco que os 
metais alcalinos, porém, ainda sim com grande capacidade, pois tais metais estão mais próximos 
da configuração de gás nobre quando eles perdem 2 elétrons da camada de valência, por 
consequência suas duas primeiras energias de ionização são consideravelmente baixas, sendo a 
segunda um pouco maior que a primeira. 
Em comparação a densidade com os metais alcalinos, o grupo 2 é mais denso devido a 
sua maior carga nuclear efetiva no elétron de valência, o que o faz ser um pouco menor e possuir 
mais massa. Quando em frente a elementos muito eletronegativos esses os metais alcalinos 
terrosos tendem a formar sais e óxidos com facilidade visto que possui uma baixa energia de 
ionização, assim ao reagir com o Oxigênio e com os halogênios eles tendem a formar óxidos e 
sais do tipo: 
(2) 𝑀(𝑠) 
1
2
𝑂2(𝑔) →   𝑀𝑂(𝑠)  
(3) 𝑀(𝑠)  +  𝑋2(𝑔) →   𝑀𝑋2(𝑠)  
(CHANG,2013). 
Um dos impactos que o grupo 2 pode ter no cotidiano é a formação de uma solução 
denominada de água dura, que nada mais é que uma contaminação da água onde a uma forte 
presença de íons de magnésio e cálcio presentes na água, tais concentrações desses íons é 
chamada de dureza da água, e elas podem ser durezas permanentes ou temporárias, dependendo 
do tipo de composto que esteja dissolvido em água. 
A dureza temporária é causada pela presença de bicarbonatos (𝐶𝑎𝐶𝑂2,  𝑀𝑔𝐶𝑂2 ), 
enquanto que a dureza permanente é causada pela presença de sulfatos (𝑀𝑔𝑆𝑂4,  𝐶𝑎𝑆𝑂4) e 
cloretos (𝑀𝑔𝐶𝑙2,  𝐶𝑎𝐶𝑙2) (LITER, acessado: 2023). O uso dessa água em altas concentrações 
de dureza pode causar muitos empecilhos principalmente em atividades domesticas, alguns 
problemas que podem ocorrer são: manchas de roupas e vasilhas, entupimento de canos e 
registros, corrosão rápida de equipamentos eletrônicos (VILHENA, 2017) 
1.1 OBJETIVOS 
OBJETIVOS GERAL 
Analise dos metais alcalinos, por meios de processos químicos, onde observa-se 
solubilização, pH, obtenção de gás, e manipulação de reagentes para obtenção de certos 
produtos. 
OBJETIVOS ESPECIFICOS 
• Estudar as propriedades e formação de compostos de elementos do Grupo 2 
• Observar a formação de óxidos e hidróxidos de elementos do Grupo 2 através de 
diferentes reações 
• Utilizar as propriedades físico-químicas dos óxidos hidróxidos e sais de metais do 
Grupo 2 para sua identificação 
2 MATERIAIS E REAGENTES 
2.1 MATERIAIS 
• Bico de Bunsen 
• Tubo de ensaio 
• Pinça de madeira 
• Papel de filtro 
• Cadinho 
• Placa de aquecimento 
• Pinça metálica para cadinho 
• Placa de amianto 
• Tubo de ensaio 
• Funil de separação 
• Kitasato 
• Becker (100 ml) 
• Rolha Furada (para funil) 
• Proveta 25 mL 
• Papel de filtro 
• Mangueira + pipeta Pasteur 
• Erlenmeyer (250 mL) 
• Funil 
• Bastão de vidro 
• Proveta 50 mL 
• Papel de filtro 
• Suporte universal 
2.2 REAGENTES 
• Fita de Mg 
• Fenolftaleína 
• Mármore (CaCO3) 
• Ca(OH)2 (aq) 
• HCl (6N) 
• CaCO3 (s) 
• Sabão 
• CaCl2 (s) 
• Na2CO3 (0,2M) 
3 METODOLOGIA 
3.1 Formação de oxido e hidróxido de magnésio 
• Aqueça, com o auxílio de uma pinça metálica, um pedaço pequeno de magnésio 
metálico em fita (Importante: a luz emitida na combustão do magnésio é rica em 
radiação fotoquimicamente ativa. Por isso, não fixe o olhar na luz que se desprende). O 
que se forma nesta reação? 
• Coloque o resíduo da reação em um tubo de ensaio contendo 3 mL de água destilada. 
Agite e goteje o indicador fenolftaleína. 
• Explique as suas observações e escreva as reações envolvidas. 
3.2 Formação de oxido e hidróxido de cálcio 
• Aqueça em um cadinho uma porção de mármore (CaCO3) em pó. 
• Após 10 minutos de aquecimento direto deixe o cadinho esfriar e teste a formação de 
óxido de cálcio (cal virgem), pela adição de água ao cadinho e posterior gotejamento de 
indicador fenolftaleína. 
• Anote as observações feitas e escreva as equações das reações envolvidas. 
3.3 Geração de CO2 e Formação de Ca(CO3)2 
• O dióxido de carbono (CO2) pode ser preparado pela reação de um ácido forte com um 
carbonato 
• Prepare um tubo de ensaio com 5 mL de água de cal, Ca(OH)2. 
• Use a aparelhagem (gerador de CO2) segundo o esquema da figura 2. 
• Coloque 25 g de mármore e 10 mL de água no Kitasato (1). Adicione 25 mL de HCl 
6M no funil de separação (2). Abra a torneira até conseguir o fluxo desejado de CO2 
(você deverá observar as bolhas de CO2 sobre o mármore). 
• Borbulhe o CO2 formado no tubo de ensaio preparado previamente. Forma-se um 
precipitado que se dissolve em excesso de CO2. 
• Escreva as equações das reações envolvidas. 
3.4 Dureza de água 
3.4.1 Dureza temporária 
• Coloque 1 g de carbonato de cálcio em um Erlenmeyer contendo 100 mL de água 
destilada. Soprando com um canudo, borbulhe CO2 no Erlenmeyer durante 5 minutos. 
Filtre. 
• Escreva a equação química da reação que ocorre. 
• Retire 40 mL do filtrado para um erlenmeyer (I) e 40 mL para outro erlenmeyer (II) 
(Numere os erlenmeyers). 
• Aqueça o conteúdo do erlenmeyer I até a fervura e filtre. Escreva o que se observa e a 
reação que ocorre. 
• Coloque um pequeno pedaço de sabão no filtrado do erlenmeyer I e no erlenmeyer II e 
agite vigorosamente. 
• Explique o que se observa e escreva a reação química que o corre entre bicarbonato de 
cálcio e sabão (pesquise!). 
3.4.2 Dureza permanente 
• Coloque 1g de cloreto de cálcio (CaCl2) no erlenmeyer contendo 100ml de água 
destilada. Agite até a completa dissolução. 
• Retire 20 mL desta solução para um erlenmeyer (I) e 20 mL para outro (II). Acrescente 
10 mL de carbonato de sódio 0,2M ao erlenmeyer I sob agitação. 
• O que se observa? Equacione a reação química que ocorre. 
• Filtre o conteúdo do erlenmeyer I. 
• Coloque um pequeno pedaço de sabão no filtrado do erlenmeyer I e no erlenmeyer II e 
agite vigorosamente. Explique o que se observa e escreva a reação química que o corre 
entre cloreto de cálcio e sabão (pesquise!). 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
4.1 Formação de oxido e hidróxido de magnésio. 
Após os experimentos realizados em laboratório, analisa-se a oxidação do magnésio através 
da queima e da produção de hidróxido. Uma característica visual dessa oxidação pode ser 
observada no solido onde a fita antes da queima apresentava uma coloração verde e após a 
reação apresenta uma coloração acinzentada em sua superfície. 
(4.1) 2Mg(s)+ O2(g) + Δà 2MgO(s) 
(4.2) Mg à Mg+2 + 2e- 
(4.3) O2 + 2e
-
 à 2O
-2 
Este processo gira em torno de uma reação redox, onde o magnésio é oxidado pelo oxigênio 
alterando seu nox visto na equação redox, onde o magnésio é oxidado já o oxigênio é reduzido, 
promovendo a formação do oxido de cálcio (CaO). Esta reação é extremamente exotérmica por 
se trata da combustão do magnésio, liberando uma quantidade de calor e de radiação 
fotoquímica 
Observando a chama branca produzida na reação (4), este processo ocorre devido a chama 
do bico de bunsen fornece o pacote de energia suficiente para que a ocorra a ativação reacional, 
dessa forma se caracterizando uma reação fotoquímica, “..., reação química iniciada pela 
absorção de energia na forma de luz. A consequência da absorção da luz pelas moléculas é a 
criação de estados excitados transitórios cujas propriedades químicas e físicas diferem muito 
das moléculas originais”.(Portal São Francisco). 
Em vista de analisar o produto da reação acima, uma estratégia utilizada é a introdução do 
solido em água destilada, e observar a alteração do caráter básico da solução com fenolftaleína. 
(5) MgO(s) + H2O(l) ⇌ Mg(OH)2(aq) 
Como visto na reação equação reacional (5) o produto da interação do oxido de magnésio 
(MgO) com água é o hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), uma base com pH dentro de 8 a 10 
como observado pelo indicado que apresenta uma coloração rosa, como observado na relação 
de pH e coloração da fenolftaleína visto na figura 1. 
4.2 Formação de oxido e hidróxido de cálcio 
Seguindo com a pratica, realiza-se os processos com o carbonato de cálcio (CaCO3) para 
formação de seu oxido e seu hidróxido, através da oxidação do mármore (CaCO3), frente a altas 
temperaturas, uma característica que difere do experimento anterior além do cálcio estar ligado 
a um carbonato é que não ocorre alteração visual no solido durante o experimento. 
(6) CaCo3(s) + Δ à CaO(s) + CO2(g) 
Este processo exposto na reação (6) é denominado de calcinação, onde é determinada pela 
mudança química do mármore (CaCo3 ) em oxido de cálcio (CaO) através da liberação de gás 
carbônico. Segundo John (2014), o processo da calcinação visa descarbonatar (remover o CO2 
combinado com os óxidos de cálcio) para a produção de cal virgem. A interação com água vai 
produzir o hidróxido de cálcio. 
(7) CaO(s) + H2O(l) à Ca(OH)2(aq) 
É possível afirmar que a reação (7) ocorre, pela observação da formação do oxido de cálcio 
através da análise que utiliza a fenolftaleína, onde o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) formado 
apresenta um caráter básico pelos seus constituintes. Apresentando uma mudança na coloração 
da solução após a adição do indicador, alterando a cor para rosa, possibilitando estimar o pH da 
solução entre 8 a 10, como indica a faixa de cor da fenolftaleína, observado na figura 1 
4.3 Geração de CO2 e formação Ca(CO3)2 
A produção de bicarbonato de cálcio (Ca(CO3)2), é um processo bem mais complexo em 
comparação com aos realizados anteriormente, elevando os cuidados e as observações 
reacionais de cada processo, devido a interação de diferentes compostos onde cada passo se 
torna importante para a obtenção do produto desejado o bicarbonato de cálcio (Ca(CO3)2). Onde 
inicia-se com o tratamento do mármore (CaCO3) com acido clorídrico (HCl). 
(8) CaCO3(s) + 2HCl(aq) à CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) 
A equação (8) da reação, fornece um grupo de produtos, sendo o CO2 o mais importante 
deles sendo utilizado adiante. O acido clorídrico (HCl) reage com o carbonato de cálcio 
(CaCO3) formando o cloreto de cálcio (CaCl2), água e uma molécula de gás carbônico (CO2), 
através da aparelhagem montada e de um processo reacional totalmente diferente da calcinação 
se torna possível a capturara deste gás, que vai reagir com hidróxido de cálcio na próxima etapa. 
(9) Ca(OH)2 + CO2(g) à CaCO3(s) 
(10) CaCO3(aq) + CO2(g) + H2O(l) à Ca(HCO3)2(aq) 
Com o decorrer da reação (8) o gás carbônico é adicionado ao meio reacional (9) o gás reage 
com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) possibilitando inicialmente a formação de um precipitado 
de carbonato de cálcio (CaCO3), este precipitado é formado devido baixa solubilidade do 
carbonato de cálcio (CaCo3) como observado na equação (9). Através da continua saturação 
de CO2 acompanha-se a formação do bicarbonato de cálcio, devido a evolução da solubilização 
do precipitado com o decorrer da reação (10). 
4.4 Dureza da água 
4.4.1 Dureza temporária 
No processo de solubilização de 1g carbonato de cálcio (CaCO3) com um volume de 100 
ml de água, faz com que o solido tenha uma solubilização parcial, observando no erlenmeyer 
uma mistura heterogenia, através da inoculação de CO2 na solução, vai-se observar o processo 
reacional exposto na equação (9). 
(11) CaCO3(s) + H2O(aq) + CO2(g) à Ca(HCO3)2(aq) 
Como observado ocorre a produção de Bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2 ), através da 
saturação de gás carbônico (CO2). A partir desse produto é realizada a retirada de duas alíquotas 
separadas nos recipientes 1 e 2, para analisar oque ocorre em cada meio reacional. No 
erlenmeyer 1, onde foi submetido ao aquecimento ocorre a reação descrita abaixo. 
(10) Ca(CO3)2(aq) + Δ → CaCO3(s) + CO2(g) 
Após o aquecimento do erlenmeyer 1, os produtos obtidos são o gás carbônico (CO2) e o 
carbonato de cálcio (CaCo3), produto com baixa solubilidade, como determinado e observado 
em experimentos acima, essa baixa solubilização oferece uma característica que a concentração 
dos íons Ca2+ esta baixa. Observando a relação da dureza da água pode-se chegar a relação onde 
esta dureza é temporária justamente pela possibilidade de decomposição do bicarbonato através 
do aquecimento. Onde o sabão é solubilizado na solução, como observado no erlenmeyer. 
Já no erlenmeyer 2, que não passou no processo de aquecimento se tem em solução o 
bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3), espécie com solubilidade elevada, observada por não haver 
formação de precipitado, essa característica fornece uma grande concentração de cálcio (Ca2+), 
íons que atua ativamente para impossibilitar a solubilização do sabão na água isto confere o 
caráter de água dura. Como observado no estudo de Abdalla Vitoria a dureza da água “Refere-
se à concentração total de íons alcalino-terrosos na água, particularmente de cálcio (Ca2+) e 
magnésio (Mg2+), cujas concentrações são muito superiores às dos demais íons alcalino terrosos 
encontrados em águas naturais”. Uma característica visual desse fenômeno é a pouca formação 
de bolhas. 
4.4.2 Dureza permanente 
No processo de solubilização de 1g cloreto de cálcio (CaCl2) com um volume de 100 ml de 
água, faz com que o solido tenha uma solubilização completa, observando uma mistura 
totalmente homogenia. A partir dessa solubilização é retirado duas alíquotas, em dois 
erlenmeyer diferentes nomeados como 1 e 2. 
No erlenmeyer 1 será adicionado uma solução de 10 ml de carbonato de sódio (NaCO3) a 
0,2 M, para reagir com o cloreto de cálcio, esta reação produzira um precipitado, que 
posteriormente será filtrado e descartado. Todo esse processo é observado no meio reacional 
(13). 
(13) CaCl2(aq) + NaCO3(aq) à CaCO3(s) + 2NaCl(aq) 
Esta reação produz o carbonado de cálcio (CaCO3), que como observado nos experimentos 
anteriores, ele tem uma baixa solubilidade devido a isso utiliza-se um processo de filtragem 
desta forma retirando este solido do meio reacional. Devido a isso permanece o cloreto de sódio 
(NaCL). A dissociação do deste sal, libera o cloreto (Cl-), livre no meio reacional. Este filtrado 
quando for adicionado o sabão solido, produz pouquíssimas bolhas. 
Já no erlenmeyer 2, onde não ouve a adição de carbonato de sódio (NaCO3), não ouve 
nenhuma reação que altere as características do cloreto de cálcio (CaCl2). Este sal é bastante 
solúvel, isso implica que sua dissociação é completa, liberando em solução dois íons que 
influenciam bastante na dureza da água, comoo cálcio (Ca2+), como observado no experimento 
de dureza temporária o cálcio influencia na solubilização do sabão, e relacionando com o 
erlenmeyer 1 onde só o cloreto (Cl-) influencia na dureza. Nesse erlenmeyer tem-se a 
contribuição dos dois íons para esta dureza, como o sal é bastante solúvel, não ocorrer nenhuma 
decomposição por aquecimento. Com isso pode-se caracterizar uma dureza permanente como 
visto nos estudos de Abdalla “chamada de dureza de não carbonatos é devida à presença de 
sulfatos, cloretos e nitratos de cálcio e magnésio. Esta também resiste à ação dos sabões, mas 
não produz incrustações por serem seus sais muito solúveis na água, não se decompondo sob 
ação do calor.” 
5 CONCLUSÃO 
Com base no exposto dos ensaios realizados, pode-se concluir que houve a verificação de que 
os métodos de síntese dos materiais são eficientes e proporcionam materiais com propriedades diferentes 
com inúmeras aplicações tecnológicas que continuarão em diversas áreas, tais como a utilização do 
magnésio pela indústria aeronáutica ou a aplicabilidade do cálcio na eliminação de impurezas presentes 
em ferro e aço. 
Os ensaios de avaliação foram capazes de constatar as diferenças de reatividade dos compostos 
devido à diferença de suas características e complexos formados, possibilitando a visualização de 
mudança do meio, tal que, ao realiza a formação do oxido de magnésio ocorreu a alteração do pH da 
solução permitindo a visualização da reação após o contato como o indicador. Por conseguinte, a 
comprovação do caráter de solubilidade foi eficiente, assim podendo ter comprovações visuais de suas 
características. 
 
6 REFERENCIA 
DIAS. Diogo Lopes Metais alcalinos. Mundo educação, SA, disponível em: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/metais-alcalinoterrosos.htm acesso: 07/03/2023 
CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A., QUÍMICA, 11º ed, Bookman, 2013, cap. 8. 
O QUE É DUREZA NA AGUA, Liter, SA, disponível em: https://liter.com.br/o-que-e-dureza-
na-agua/ , acesso em: 07/03/2023 
VILHENA, Jose Luiz. Dureza da água: o que é e como influencia na qualidade. Grupo 
Hídrica. 2017. Disponível em: https://grupohidrica.com.br/dureza-da-agua/ acessado: 
07/03/2023 
SHRIVER, D.F.; ATKINS, P.W. Química Inorgânica. 3º ed. Porto Alegre: Bookman. 2003. 
Atkins; Jones; Laverman, Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio 
ambiente. 7ª ed. São Paulo: Bookman, 2018 
A. I. Vogel, Química Analítica Qualitativa, tradução da 5ª edição., Editora Mestre Jou, São 
Paulo, 1981 
JOHN, Vanderley M.; PUNHAGUI, Katia R. Garcia & CINCOTTO, Maria Alba. Produção 
de Cal. Em Economia De Baixo Carbono: Avaliação De Impactos De Restrições E 
Perspectivas Tecnológicas Ribeirão Preto-SP, 2014. 
Aline Maxiline Pereira. Kurita, Alcalinidade e Dureza das águas. Disponível em : 
<https://kurita.com.br/artigos-tecnicos/alcalinidade-e-dureza-das-
aguas/#:~:text=Os%20bicarbonatos%20de%20c%C3%A1lcio%20e,precipita%C3%A7%C3%
A3o%20dos%20carbonatos%20destes%20%C3%ADons. > Acessado 05/03/2023 
Abdalla, K. V. P., Cavalcante, P. R. S., Costa Neto, J. P., Barbieri, R., & de Mesquita Neto, 
M. C. (2010). AVALIAÇÃO DA DUREZA E DAS CONCENTRAÇÕES DE CÁLCIO E 
MAGNÉSIO EM ÁGUAS SUBTERRÂNEAS DA ZONA URBANA E RURAL DO 
MUNICÍPIO DE ROSÁRIO-MA. Águas Subterrâneas. Recuperado de 
https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/22915 
https://kurita.com.br/artigos-tecnicos/alcalinidade-e-dureza-das-aguas/#:~:text=Os%20bicarbonatos%20de%20c%C3%A1lcio%20e,precipita%C3%A7%C3%A3o%20dos%20carbonatos%20destes%20%C3%ADons
https://kurita.com.br/artigos-tecnicos/alcalinidade-e-dureza-das-aguas/#:~:text=Os%20bicarbonatos%20de%20c%C3%A1lcio%20e,precipita%C3%A7%C3%A3o%20dos%20carbonatos%20destes%20%C3%ADons
https://kurita.com.br/artigos-tecnicos/alcalinidade-e-dureza-das-aguas/#:~:text=Os%20bicarbonatos%20de%20c%C3%A1lcio%20e,precipita%C3%A7%C3%A3o%20dos%20carbonatos%20destes%20%C3%ADons
Anexos 
 
Figura 1 – Indicador de pH através da cor 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte - UEPG PSS – 2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Fluxograma de formação de óxido e 
hidróxido de magnésio 
Figura 3 – Fluxogramas de formação Óxido e de 
Hidróxido de cálcio 
 
Figura 4 –Fluxograma de geração de gás carbônico e de bicarbonato de cálcio. 
 
 Figura 5 – Fluxograma de dureza temporária Figura 6 – Fluxograma de dureza permanente 
	1 INTRODUÇÃO
	1.1 OBJETIVOS
	OBJETIVOS GERAL
	2 MATERIAIS E REAGENTES
	2.1 MATERIAIS
	2.2 REAGENTES
	3 METODOLOGIA
	3.1 Formação de oxido e hidróxido de magnésio
	3.2 Formação de oxido e hidróxido de cálcio
	3.3 Geração de CO2 e Formação de Ca(CO3)2
	3.4 Dureza de água
	3.4.1 Dureza temporária
	3.4.2 Dureza permanente
	4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
	4.1 Formação de oxido e hidróxido de magnésio.
	4.2 Formação de oxido e hidróxido de cálcio
	4.3 Geração de CO2 e formação Ca(CO3)2
	4.4 Dureza da água
	4.4.1 Dureza temporária
	4.4.2 Dureza permanente
	5 CONCLUSÃO
	6 REFERENCIA
	Anexos