Relatorio I Reatividade dos metais alcalinos e alcalinos terrosos

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HEITOR SOARES MACHADO 
ISABELLA SILVA THOMÉ DO AMARAL
SAULO PAULINO SALGADO
SUELEN SAMILA PEREIRA RIBEIRO
MARYANNA PARADELLA GONÇALVES DE OLIVEIRA
THAYENE COSTA BECKER HAAS
AULA PRÁTICA 01 – REATIVIDADE DOS METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS 
Relatório apresentado à Universidade Estácio de Sá (UNESA), como exigência parcial para obtenção de nota na disciplina Química Inorgânica.
Professor: Esp. Sandro Calzavara
MACAÉ - RJ
2017
SUMÁRIO
 INTRODUÇÃO
A tabela periódica é arranjada de forma a deixar o mais próximo possível os elementos que apresentam reatividades semelhantes, logo, há blocos em que se encontram gases e outros que se encontram materiais com uma tendência bem maior a perder ou ganhar elétrons em reação [1]. 
Os metais alcalinos compreendem os elementos do Grupo 1, formando um grupo bastante homogêneo, com a química mais simples que qualquer outro grupo da Tabela Periódica. Este grupo é formado pelos seguintes metais: lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Estes metais possuem na camada eletrônica mais externa um elétron fracamente ligado ao núcleo e geralmente formam compostos univalentes, iônicos e incolores. Apesar de sua grande semelhança química, estes elementos não ocorrem juntos, principalmente por causa dos diferentes tamanhos dos íons. São metais de baixa densidade e moles. Altamente eletropositivos e reativos [2]. 
Também são sólidos metálicos maleáveis. Todos têm propriedades metálicas características, como brilho metálico prateado e altas condutividades térmicas e elétricas. O nome alcalino deriva de uma palavra árabe que significa cinzas pois os primeiros deles a serem descobertos (o sódio e o potássio) foram encontrados em cinzas de vegetais queimados. Os elementos têm baixa densidade e baixos pontos de fusão. Essas propriedades variam de maneira razoavelmente regular com o aumento do número atômico. Os metais alcalinos são voláteis e podem ser isolados na forma pura, por destilação de misturas de reação. As superfícies dos metais alcalinos recém preparados apresentam um brilho prateado característico. Os metais são bons condutores de eletricidade e calor, e formam o grupo mais mole e com os menores pontos de fusão [3]. 
Os metais alcalino-terrosos são os elementos químicos do grupo 2 da tabela periódica, formando uma família ou uma série química e são os seguintes: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). São mais duros e mais densos que os metais alcalinos, fundindo-se a temperaturas mais altas. São menos reativos que os metais alcalinos, sendo o berílio e o magnésio os menos reativos deste grupo. Possuem tendência de perder os 2 elétrons mais externos e formar íons 2+. Os elementos deste grupo nunca se encontram em estado metálico na natureza. Podem ser preparados pela eletrólise de seus haletos no seu estado fundido, porém a maneira mais conveniente de preparar pequenas quantidades de outros metais alcalinos terrosos é por meio da redução de seus óxidos por metais redutores disponíveis [4]. 
O nome alcalino-terroso provém do nome que recebiam seus óxidos: terras. Possuem propriedades básicas (alcalinas). Apresentam eletronegatividade menor ou igual a 1,3 segundo a escala de Linus Pauling. Este valor tende a crescer no grupo de baixo para cima. São metais de baixa densidade, coloridos e moles. Reagem com facilidade com halogênios para formar sais iônicos e com a água (ainda que não tão rapidamente como os metais alcalinos) para formar hidróxidos fortemente básicos. São todos sólidos. Todos apresentam dois elétrons no seu último nível de energia (em subnível s), com tendência a perdê-los transformando-se em íons bipositivos, M2+. Esta tendência em perder elétrons, denominada eletropositividade cresce no grupo de cima para baixo, sendo o menos eletropositivo, o berílio. A reatividade dos metais alcalinos-terrosos tende a crescer no mesmo sentido [5].
Um teste usado para identificar os metais alcalinos presentes nos compostos colocando -se um cloreto de um metal alcalino sob a ação de uma chama, onde cada metal emite uma chama de cor diferente. A coloração diferente da chama deve -se a excitação dos elétrons, que passam de um subnível a outro mais alto por causa da energia (E) fornecida pela chama [6].
Indicadores ácido-base são substancias insolúveis, que alteram de cor dependendo do pH da solução ao qual são adicionados, devido às alterações moleculares que sofrem em meios ácidos ou básicos. A fenolftaleína é um exemplo de indicador ácido-base [7].
 OBJETIVOS
Verificar na prática, a reação dos elementos em seu estado mais estável;
Analisar a reação de compostos dos grupos I e II da Tabela Periódica com compostos inorgânicos, verificando assim, as propriedades periódicas e aperiódicas.
 MATERIAIS UTILIZADOS
Pipetas de 1 mL, 5 mL e 50 mL;
Béquer de 100 mL;
Pêras de sucção;
Espátulas;
Conta gotas;
Tubos de ensaio;
Suporte para tubos de ensaio;
Capela de exaustão de gases;
Pinça de madeira;
Bico de Bunsen e isqueiro;
Almofariz;
Pistilo.
Pisseta com água destilada;
Papel indicador Universal.
REAGENTES
Sódio (Na) em pedaços;
Ácido clorídrico (HCl);
Ácido sulfúrico (H2SO4);
Solução de fenolftaleína;
Fita de magnésio;
Peróxido de sódio; 
Água destilada;
Sulfato de cobre.
 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 EXPERIMENTO I – REAÇÃO DO SÓDIO COM ÁGUA
Em um béquer, foi colocado 2 mL de água destilada. Logo em seguida e dentro da capela de exaustão de gases, adicionou-se cuidadosamente, pequenos pedaços de sódio (Na). A reação foi observada e os resultados foram anotados. 
 EXPERIMENTO II – REAÇÃO DO SÓDIO COM ÁCIDOS
Um pedaço de sódio foi colocado em 2 béquers. No primeiro béquer, adicionou-se 3 mL de HCl concentrado. No segundo, foi adicionado 3 mL de H2SO4 concentrado. As duas reações foram observadas e anotadas para posterior comparação. 
 EXPERIMENTO III – REAÇÃO DO MAGNÉSIO COM ÁGUA
Com o auxílio de uma pinça, um pedaço de fita de magnésio foi aquecido diretamente na chama do Bico de Bunsen. Em seguida, adicionou-se o resíduo dessa combustão em um tubo de ensaio contendo água destilada. Logo após, agitou-se o tubo de ensaio e adicionou-se 2 gotas do indicador fenolftaleína. 
 EXPERIMENTO IV – REAÇÃO DO MAGNÉSIO COM ÁCIDOS
Uma pequena quantidade de fitas de magnésio bem trituradas com pistilo, foram adicionadas em 2 almofarizes. Dentro da capela de exaustão de gases, adicionou-se no primeiro almofariz, HCl concentrado. No segundo almofariz, foi adicionado H2SO4 concentrado. Ambas as reações foram observadas para posterior comparação.
 EXPERIMENTO V – REAÇÕES DE COMPARAÇÃO DE pH
Em 4 tubos de ensaio, adicionou-se respectivamente, pequenos cristais dos seguintes sais: NaNO3, Na2SO3, KCl e K2CO3. Logo após, foi pipetado 3 mL de água destilada em cada tubo. Em seguida, o pH de cada solução foi verificado utilizando papel indicador Universal.
 RESULTADOS E DISCUSSÕES
 EXPERIMENTO I – REAÇÃO DO SÓDIO COM ÁGUA
A elevada reatividade do sódio metálico revelou-se nesse experimento em contato com a água. Ao adicionar-se água no béquer contendo pedaços de sódio metálico, ocorreu uma reação exotérmica violenta onde pôde-se observar a liberação de faíscas, chamas e formação de gás. 
O sódio quando reage com água produz hidróxido de sódio, alcalinizando o meio no qual ocorre a reação. Além disto, gás hidrogênio é produzido durante a reação. Nesta situação, frequentemente ocorre a queima do hidrogênio com o oxigênio do ar, favorecida pelo calor produzido na reação do sódio. Simultaneamente, verificou-se um aumento acentuado da temperatura, o que por vezes provoca a ignição do hidrogênio. Este fato aliado ao caráter corrosivo do sódio metálico, torna-a uma reação perigosa.
2Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g)
H2(g) + O2(g) → H2O(l)
 EXPERIMENTO II – REAÇÃO DO SÓDIO COM ÁCIDOS
 EXPERIMENTO III – REAÇÃO DO MAGNÉSIO COM ÁGUA
No caso do magnésio, assim como os outros metais alcalino-terrosos, quando juntado com água, ocasiona em uma reação lenta e com libertação de gás e, tal como os metais alcalinos, a formação de um hidróxido. Comparativamente com os metais alcalinos, observou-se uma reação mais lenta. Neste experimento, como o resultado é uma base (hidróxido de magnésio), a solução tornou-se rosa após a adição do indicador ácido-base fenolftaleína. A reação química que ocorreu neste experimento segue abaixo. 
Mg(s) + 2 H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g)
 EXPERIMENTO IV – REAÇÃO DO MAGNÉSIO COM ÁCIDOS
No primeiro almofariz contendo fitas de magnésio trituradas e HCl concentrado, observou-se uma reação exotérmica rápida e formação de bolhas (o que indica a formação de gás hidrogênio):
Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)
Nesse caso, houve a oxidação do magnésio e a redução do íon H+:
Oxidação: Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e- (agente redutor)
Redução: 2 H+(aq) + 2e- → H2(g) (agente oxidante)
No segundo almofariz com magnésio e H2SO4, observou-se uma reação mais lenta quando comparada com a anterior e que reagiu por muito tempo. Além disso, foi possível observar a liberação de gás hidrogênio:
Mg(s) + H2SO4(aq) → MgSO4 + H2(g)
 EXPERIMENTO V – REACOES DE COMPARACAO DE pH
 QUESTÕES
EXPERIMENTO I E II – REAÇÃO DO SÓDIO 
Como você poderia comprovar o produto formado em solução aquosa?
Escrever as reações, explicando as observações efetuadas.
Vide item 6.1. – Experimento I – Reação do sódio com água. 
Entre o Na e K, que metal reage mais vigorosamente com a água? Explicar pela teoria.
A reatividade entre os metais alcalinos com a água varia. Quanto mais níveis de energia um átomo tiver, ou seja, maior for o número do período, mais reativo esse átomo é, pois maior a tendência a perder elétrons, oxidando-se e atuando como agente redutor forte.
Resumidamente, quanto maior for o átomo, ou seja, quantos mais níveis de energia tiver, mais violentamente reage com a água. Por isso, a reatividade aumenta à medida que os períodos dos metais alcalinos aumentam, ou seja, cresce nesse sentido: Li < Na < K < Rb < Cs. Desta forma, o K reage mais vigorosamente com a água do que o Na. 
O que acontece quando adicionamos fenolftaleína? Explique.
A solução de fenolftaleína é um indicador que fica rosa na presença de uma base. No caso desse experimento, quando o sódio entra em contato com a água, um dos produtos da reação química é a soda cáustica (ou hidróxido de sódio - NaOH). Esta por ser uma base forte, fez então, com que a solução apresentasse cor rosa. 
Por que não devemos tocar o sódio com as mãos?
O sódio metálico reage com a água e como o corpo humano é formado por 70% de água, não se deve tocá-lo com as mãos, uma vez que, o reagente pode reagir com a água do corpo e provocar uma queimadura. 
EXPERIMENTO III – REAÇÃO DO MAGNÉSIO COM ÁGUA
Qual a finalidade da adição das gotas de fenolftaleína?
Qual a função da fenolftaleína neste experimento? 
 CONCLUSÃO
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Autor Desconhecido1. Reatividade Química, 2017. Disponível em:< https://www.colegioweb.com.br/classificacao-periodica-dos-elementos/reatividade-quimica.html >. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[2] C. Júlio. Metais Alcalinos, 2017. Disponível em:< https://www.infoescola.com/quimica/metais-alcalinos/ >. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[3] R. Jennifer. Metais Alcalinos, 2017. Disponível em:< http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm>. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[4] L. Diogo. Metais Alcalinos Terrosos, 2017. Disponível em:< http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-geral/metais-alcalinoterrosos.htm >. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[5] C. Júlio. Metais Alcalinos Terrosos, 2017. Disponível em:< https://www.infoescola.com/quimica/metais-alcalino-terrosos/>. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[6] Autor Desconhecido2. Relatório Teste da Chama, 2017. Disponível em:< http://conhecendomundoquimico.blogspot.com.br/2012/07/relatorio-teste-da-chama.html>. Acesso em: 22 de outubro. 2017.
[7] R. Jennifer. Indicadores Ácido-Base, 2017. Disponível em:< http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/indicadores-acido-base.htm>. Acesso em: 22 de outubro. 2017.