Relatório A química dos Metais alcalinosConcluido

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Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira
Instituto de Ciências Exatas e da Natureza
Curso Licenciatura em Química
Disciplina: Química Inorgânica Experimental I - CH.: 30 h
Período: 2017/2 Horário: 5M12
Professora: Cleide Maria da Silva Leite
	
RELATÓRIO
A QUÍMICA DOS METAIS ALCALINOS
Discente: Neidelênio Baltazar Soares
CAMPUS DOS AURORAS
Redenção, 07 de abril de 2018.
Resumo:
Os metais alcalinos são encontrados na tabela periódica no grupo I, o primeiro grupo por sinal. As propriedades físicas e química dos elementos deste grupo são determinados pelos raios atômicos. Para a efetivação desta prática os objetivos foram variados, principalmente observar vários comportamentos dos metais alcalinos apresentam, e nessa senda, nós nos baseamos no seguinte: Identificar a reatividade dos metais em água, usar o teste da chama para identificar os metais, e sobretudo identificar qual comportamento que os metais vão adquirindo. Com isso foi possível entender a reatividade dos metais alcalinos e percebe-se que os mesmos são bastantes reativos ao ar, e que entre eles, uns possuem mais reatividade que outros. A pratica permitiu ter o entendimento do processo de obtenção dos sais solúveis, partindo assim para a observação qual o caráter que cada um por exemplo o carbonato de sódio apresenta. No entanto foi ainda possível ao culminar observar as cores que cada um dos cátions apresenta como o lítio, o potássio, e o sódio.
Palavras Chaves: Metais Alcalinos.
Introdução
Os elementos do grupo periódico ( IA), são conhecidos como metais alcalinos. A palavra álcali é derivada de um termo arábico antigo que significa “Cinzas de plantas”; o potássio e o sódio são encontrados nas cinzas de plantas calcinadas. Esses elementos são todos metais leves, com pontos de fusão baixos, pelo fato da ligação nesses elementos ser puramente metálica e, portanto, não direcional. As densidades dos metais alcalinos são baixas, como consequência primaria de seus raios atômicos elevados. As suas condutividades elétricas são muito altas. (Entretanto, não tão altas como como o da prata, o melhor condutor elétrico à temperatura ambiente.) Todos metais alcalinos se cristalizam com a estrutura cúbica de corpo centrado. (RUSSELL, 1994, p. 1049).
Os metais alcalinos reagem invariavelmente para formar íons 1+, tanto nos produtos cristalinos como em solução. Assim, por exemplo o sódio metálico reage vigorosamente com água em uma solução de hidróxido de sódio. (RUSSELL, 1994, p. 1051).
Apesar de sua grande semelhança química, os metais alcalinos não ocorrem juntos, principalmente por causa dos diferentes tamanhos dos seus íons. ( LEE, 1999, p.143) 
Os elementos do grupo I são quimicamente muito reativos, e rapidamente perdem o brilho quando expostos ao ar seco. ( LEE, 1999, p.146) 
Como resultado das baixas de energias de ionização, quando os elementos do grupo são irradiados com luz, a energia luminosa absorvida pode ser suficientemente elevada para fazer com que o átomo perca um eletrom. Este é o denominado fotoelétron e explica o uso do césio e do potássio como catodos em células fotoelétricas. A cor destes elementos surge porque a energia absorvida ou emitida nas transições eletrônicas corresponde aos comprimentos de onda de luz na região visível. ( LEE, 1999, p.145-)
A presente prática tem como objetivo principais avaliar a relatividade dos metais alcalinos com a água e o ar; identificar os metais alcalinos por meio do teste da chama, Identificar o comportamento dos íons alcalinos em água.
PARTE EXPERIMENTAL
Matérias
Papel filtro, estante de tubos, 2 tubos de ensaio, Pinça metálica, 2 espátulas, 12 placas de petri (vidro), pessetas, Bico de Bunsen,, Pinça de madeira,, Tripé, Tela,, Proveta de 10 ml,béquer de 100 ml
	Reagentes Sólidos
	Soluções
	Sódio Metálico
Na OH, Na2CO3, Na2SO4
Cloretos dos Metais alcalinos-Teste da Chama
	Solução de Fenolftaleína, álcool etílico PA
CuSO4, LiCL, NaOH, Na2HPO4(1 mol/l
Na2Co3 (1 mol/l)
KF a 5%, HCL 6 mol/L
Métodos
Reatividade do sódio metálico: Reação com ar, água, álcool e sulfato de cobre. 
a. Retirou-se de uma pinça um pedaço de sódio metálico do frasco com querosene com cuidado, colocou-se em cima de um papel de filtro e cortou-se em quatro pequenos pedaços do tamanho de um grão de arroz e retornou-se o restante ao frasco original. Distribuiu-se os pedaços de Na(s) conforme mostraremos abaixo nos procedimentos efetuados.
b. Na placa de Petri limpa e seca adicionou-se: Na(s) observamos os resultados e anotamos se ocorreu alguma reação.
c. Em uma placa de Petri adicionou-se 10 mL água destilada e três gotas de fenolftaleína. De seguia introduzimos rapidamente o sódio metálico e anotou-se a evidencia.
d. Numa placa de Petri contendo 10 mL de álcool etílico e três gotas de fenolftaleína introduziu-se o sódio metálico e observou-se o ocorrido após a realização do experimento.
e. Adicionou-se o sódio metálico em um tubo de ensaio contendo 3 mL de solução aquosa de CuSO4 1mol/L com cuidado, deixou-se o tubo na estante durante algum tempo e depois observou-se e anotou-se o procedimento realizado. 
3.2. Reação de Identificação: Utilizando um tubo de ensaio, colocou-se, cerca de 5 mL de solução de cloreto de lítio. De seguida adicionou-se 5 gotas de solução de hidróxido de sódio e 3 mL de solução de fosfato monoácido de sódio. Depois observou-se por alguns minutos, e em seguida aquece os utilizando o bico de Bunsen. 
3.3. Solubilidade dos Metais Alcalinos: Utilizando tubos de ensaio diferentes adicionou-se 5 mL de água destilada e aproximadamente 0,5 g de cada uma das substâncias: NaOH, NaCl e Na2CO3 e Na2SO4. Agitou-se e verificamos se de fato são todos solúveis ou não, e fizemos uma comparação de solubilidade dos solubilidade dos hidróxidos, cloretos, carbonatos e sulfatos. 
3.4. Obtenção de sais escassamente solúveis: Utilizando dois tubos de ensaio adicionou-se 2 ml de solução de cloreto de lítio. Acrescentou-se ao tubo (1) 2 mL de solução de carbonato de sódio e ao tubo (2) acrescentamos 2 ml de fluoreto de potássio. Em seguida aquecemos e observamos o ocorrido. 
3.5. Identificação de cátions por ensaio de chama: Utilizando uma vareta de vidro. Aqueceu-se o bico de Bunsen, e em seguida mergulhou-se em solução 6 mols/L de HCl. Aquecemos até obter a chama azul. Retirou-se um pouco de cada substância (A, B, C, D e E) com a vareta limpa. Aqueceu-se a vareta com a amostra A e observou-se a cor da chama inicialmente produzida. Antes do passo seguinte, executamos o procedimento de limpeza da vareta e repetiu-se com as outras amostras. Após o procedimento observamos a cor da chama e fizemos a identificação do metal.
RESULTADO E DISCUSSÃO
3.1- Reatividade do sódio metálico:
Na tabela a baixo descreve-se os resultados obtidos das reações sobre a reatividade do Na(s) com o ar, água, álcool etílico e sulfato de sódio e com a fenolftaleína, como destacamos a seguir:
	Item:
	Elementos
	Observações
	A
	Na2(s)
	Dividiu-se o sódio em (4) pedaços e distribuiu-se
	B
	Na(s)+ O2
	Ao entrar em contato com o ar, o sódio oxidou-se e mudou de cor rapidamente.
	C
	H2O
Fenolftaleína na(s)
	Observou-se uma reação exotérmica, houve formação de (NaOH) e liberação de H2.
	D
	Álcool Etílico
Fenolftaleína
Na(s)
	Reação bastante lenta e houve formação de etoxido de sódio e liberação de gás H2.
	E
	Na(s)
CuSO4 1mol/l
	Reação bastante exotérmica, houve formação de sulfato de sulfato de sódio e houve deslocamento do cobre.
Observou-se que o elemento sódio ao entrar em contato com os outros elementos sofreu algumas reações, como por exemplo: no item (B), o sódio oxidou-se ao entrar em contato com o ar, e perdeu o seu brilho devido o seu caráter bastante reativo dos metais. No item (C) ao misturar (H2O+Fenolftaleina+ Na(s)) houve uma reação bastante exotérmica e violenta e verificamos a formação de (NaOH). No item (D), verificamosuma reação lenta, mas que houve também formação de um etoxido de sódio e liberação de gás. No item (E), observou-se no momento que o sódio entrou em contato contato com (CuSO4), uma reação bastante exotérmica e gerou liberação de gás (H2 ).
Reações:
B). 4Na(s) + O2(g) →2Na2O(s) 
C). 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2(g)
D). Na(s) + C2H5OH(aq) → C2H5OHNa(aq) + H2(g)
E). Na+ CuSO4→ Na2SO4+ Cu
3.2- Reação de Identificação
Nesta reação observou-se a ocorrência da mesma e permitiu anotar o seguinte: houve formação de precipitado e foi visível observar no final do tubo de ensaio, e foi visível anotar ainda a coloração branca depois de aquecermos o mesmo. Verificou-se que a solubilidade do (LiCO3) foi diminuindo, segundo a literatura isso acontece conforme a temperatura, e foi fervendo, foi possível escrever a seguinte equação:
2LiCl+Na2 → Li2CO3(s) + 2NaCl2(aq)
3.3- Solubilidade dos Metais Alcalinos
Na tabela a baixo consta os seguintes resultados observados:
	Soluções
	Grau de Solubilidade
	Observações
	NaOH
	Dissolução Total
	Solúvel
	NaCl
	Dissolução Total
	Solúvel
	Na2CO3
	Dissolução Total
	Solúvel
Para explicar a solubilidade recorre-se a literatura onde compreendemos que nos compostos iônicos são os mais solúveis. Assim sendo a ordem da nossa solubilidade nos compostos irá dos Cloretos, hidróxidos e de seguida os carbonetos, em função do caráter iônico mais acima. Os carbonetos são difícil de se dissociarem, por isso aparecem em último nessa regra de solubilidade segundo a literatura consultada.
3.4- Obtenção de sais escassamente solúveis
Após misturar em dois tubos de ensaio, observou-se o seguinte:
	Soluções
	Observações
	LiCl + Na2CO3
	Reação exotérmica, com presença de bolhas e houve liberação de gás H2, a reação foi bastante rápida.
	LiCl + KF
	Efervescência no tubo de ensaio até escorrer para fora, e houve liberação de calor, reação bastante rápida.
 
Depois de misturar, e levar as soluções para o bico de Bunsen observou-se que na fase de aquecimento do sistema, o (NaCl)e o (KCl) permanecem dissolvidos, enquanto que o (LiCO3) forma precipitado, conclui-se assim que o processo de dissolução do (NaCl) é endotérmico, enquanto que o do (LiCO3) é exotérmico.
Identificação de Cátions por Ensaio de chama:
Depois do teste da chama, observou-se o seguinte:
	Elemento
	Comprimento de Onda
	Cor
	Li
	670,8
	Vermelha-carmim
	Na
	589,2
	Amarela
	K
	766,5
	Violeta
	Rb
	780,0
	Vermelha-Violeta
	Cs
	455,5
	Azul
	
	Item
	Elemento
	Comprimento de Onda
	Cor
	Substância/Amostra
	A
	Li
	670,8
	Vermelhacarmim
	E
	B
	Na
	589,2
	Amarela
	C
	C
	K
	766,5
	Violeta
	
	D
	Rb
	780,0
	Vermelha-Violeta
	
	E
	Cs
	455,5
	Azul
	B
Segundo as literaturas pesquisadas era de se esperar que algumas cores dos elementos acima na tabela fossem iguais, mas no laboratório algumas cores que se observou não foram de acordo com que estavam tabelados como por exemplo: K- devia ser observado a cor violeta, para o Rb- a cor vermelha-violeta, mas nós observamos as cores laranja e verde.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A prática realizada foi bastante salutar, pois permitiu que através da mesma compreendêssemos o comportamento que os metais alcalinos apresentam e as várias propriedades que os mesmos possuem. 
 Foi possível entender a reatividade dos metais alcalinos com o ar, onde foi notório a percepção de que alguns metais possuem bastante reatividade em relação a outros metais. Foi possível ainda observar e entender como se dá o processo de obtenção de sais escassamente solúveis, e a partir dali observamos qual é o caráter do carbonato de sódio e o fluoreto de potássio. E por fim e através do teste da chama foi possível identificar a cor características que cada um dos cátions possuem como o lítio, potássio e o sódio.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
LEE, J.D. Química Inorgânica não tão concisa. 5th Ed., São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1999. p. 143-145
RUSSEL, Jonh Blair. Química Geral. Tradução e revisão Márcia Guekezian...l et al. 1-2. Ed-São Paulo: Pearson Makron, 1994.p. 1051
http://www.ebah.com.br/search?q=Metais+Alcalinos visitado em 07 de abril de 2018.
Estudo dirigido: Metais Alcalinos
Por que que os metais alcalinos são moles e voláteis?
E energia de coesão é a força que mantêm unidos os átomos no sólido. E essa energia nos metais do grupo I são iguais a metade da energia de coesão do grupo II, e a um terço da dos elementos do grupo III. A magnitude das energias de coesão de coesão dos metais do grupo I possuem somente um elétron de valência que pode participar das ligações (comparado com dois ou mais elétrons na maioria dos outros metais) e esse fator associado ao grande tamanho dos átomos e à natureza difusa do elétron externo, tem como consequência o caráter mole dos metais alcalinos, sua baixa energia de coesão e a fraqueza das ligações. Os átomos se tornam maiores quando decrescem do lítio ao césio, as ligações se tornam mais fracas, as energias de coesão diminuem e os metais se tornam mais moles.
Porque que as energias da primeira ionização dos átomos do grupo I são baixas?
A primeira energia de ionização dos metais alcalinos é muito baixa (são os valores mais baixos da tabela), ou seja, é fácil retirar o elétron de valência de um átomo alcalino neutro — os átomos são muito grandes e o elétron externo é fracamente atraído pelo núcleo. Do Li para o Fr o tamanho dos átomos aumenta, o elétron externo fica mais afastado ainda do núcleo e a energia de ionização diminui. 
  
Por outro lado, a segunda energia de ionização é muito alta, porque envolve a remoção de um elétron de um íon positivo menor, cujos elétrons estão mais fortemente atraídos pelo núcleo. Além disso, a diferença entre a primeira e a segunda energias de ionização de um metal alcalino é mais acentuada porque além dos fatores citados ela implica na remoção de um elétron de um nível eletrônico completo. 
3. Por que a reatividade química dos metais alcalinos aumenta do Li para o Cs? 
A reatividade é a capacidade que os elementos têm de perder elétrons, por isso que a reatividade química dos metais alcalinos aumenta de L para Sc, porque segundo a tabela periódica a reatividade dos metais alcalinos vai aumentar de cima para baixo, que é evidenciada pela energia de ionização.
4.Quais os outros íons que tem as propriedades semelhantes às dos metais alcalinos?
Os íons que apresentam as propriedades semelhantes as dos alcalinos são ions dos metais alcalinos terrosos, como: Berilio (Be), MAgnesio(Mg) e Calcio (Ca).