Relatório Família 3A (Família do Boro) (igor matheus)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA
CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA I EXPERIMENTAL
PROFESSORES: Mario Roberto Meneghetti
 Geôvania Cordeiro
GRUPO 3, FAMÍLIA 3A
Igor Matheus de Amorim de Silva
Jéssica Santos Barros
José Robson da Silva Santos
 
Maceió-AL, 2017.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO................................................................................................... 3
OBJETIVO.......................................................................................................... 4
MATERIAIS........................................................................................................ 5
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.............................................................. 6
RESULTADOS E DISCUSSÕES.....................................................................7-8
CONCLUSÃO..................................................................................................... 9
REFERÊNCIAS..................................................................................................10
1-INTRODUÇÃO
	A característica mais notável na química dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos é a grande semelhança entre membros da mesma família. Existem alguns pontos de semelhança entre os elementos do grupo 3A (B, Al, Ga, In, Tl), porém, em geral os elementos apresentam uma variedade de propriedades e alguns contrastes. Indo do boro para o tálio encontramos uma mudança das propriedades semimetálicas para metálicas, de óxidos ácidos para anfóteros e básicos, de halelos onde a ligação é covalente para halelos com caráter iônico. Esses contrastes nas propriedades químicas dos elementos de uma mesma família também ocorrem nos grupos 4 e 5 e em alguma extensão no grupo 7 ( ATKINS, 2012).
	A fonte principal de boro na natureza é constituída pelos depósitos de bórax, Na2B4O7. A obtenção do elemento puro a partir desse composto é difícil. Um método usado é a conversão de bórax ao óxido B2O3, que é então reduzido com mágnésio. Esse processo conduz ao elemento com baixa pureza, visto que a redução do óxido nunca é completa. A redução do tricloreto de boro com o hidrogênio dá um produto de melhor qualidade, porém, esse processo é pouco adequado para produção do elemento em quantidade ( LEE, 1999).
	O alumínio é o metal mais abundante na costa terrestre e é obtido em alta pureza e quantidade pela redução eletrolítica de seu óxido. Em contraste, o gálio, índio e tálio são bastante raros, e são obtidos apenas como subprodutos na produção de outros metais mais importantes, como alumínio, zinco, cádmio e o chumbo, o grupo 3 é o primeiro grupo do bloco p. Seus membros tem configuração eletrônica ns2np1. Logo, espera-se que seu número de oxidação máximo seja 3+. Os números de oxidação de B e Al são 3+ na maior parte de seus compostos. Entretanto os elementos mais pesados do grupo são mais propensos a reter os elétrons (efeito do par inerte) logo o número de oxidação 1+ passa a ser cada vez mais importante de cima para baixo no grupo (MAHAN, 1995).
 2-OBJETIVOS
	Observar as reações ocorridas entre os elementos do grupo 13, família 3A, da tabela periódica e seus compostos, bem como a obtenção de ácidos e bases e analisar o comportamento, caráter e reatividade do alumínio através de vários processos experimentais, entre eles, a hidrólise.
3-MATERIAIS E REAGENTES
Materiais:
- Béquer;
- Tubos de ensaio;
- Estante para tubos de ensaio;
- Palito de fósforo;
 - Papel alumínio;
- Papel tornassol;
- Placa de amianto.
 Reagentes: 
- Água destilada;;
- Cloreto de alumínio (AlCl3);
- Enxofre (S);
- Fita de magnésio (Mg);
- Hidróxido de amônio (NH4OH);
- Solução de ácido clorídrico (HCl);
- Solução de hidróxido de sódio (NaOH);
- Tetraborato de sódio (Na2B4O7).
4-PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Hidrólise do Tetraborato de sódio
Colocou-se em um béquer 2g de tetraborato de sódio e 20mL de água destilada. A solução foi agitada até a completa dissolução do sal. O caráter ácido-base da solução formada foi testado com o auxílio de papel tornassol e os dados obtidos foram anotados.
Reatividade do alumínio à água e ao ar
Um pedaço de papel alumínio foi lixado, dobrado e introduzido em um béquer com água, tomou-se nota do ocorrido. 
A segunda parte do experimento recomentado pela apostila não fora realizado pela ausência de nitrato de mercúrio. 
Reação do alumínio com ácido e bases
Foi posto em dois tubos de ensaio distintos 2mL de solução 6N de ácido clorídrico. Em seguida e ao mesmo tempo à um dos tubos de ensaio foi adicionado um pedaço de alumínio previamente lixado e ao outro tubo um pedaço de alumínio com a superfície não lixada. Observou-se ocorrido.
Em seguinda, colocou-se um pedaço de papel alumínio previamente lixado em um béquer contendo solução 6N de hidróxido de sódio. Anotou-se o observado.
Carater anfótero do Hidróxido de alumínio
Em dois tubos de ensaio distintos aditou-se cloreto de alumio e hidróxido de amónio, em seguida adicionou-se ao tubo 1 algumas gotas de acido clorídrico e ao tubo 2 acrescentou-se gotas de hidróxido de sódio. Observou e registrou-se o ocorrido. 
Hidrólise de sais de alumínio
Dispôs-se sobre uma placa de amianto uma quantidade de alumínio metálico misturado com aproximadamente 1g de enxofre. Formou-se um montinho com a mistura e introduziu-se a mesma uma fita de magnésio. Em seguida, na capela, a fita de magnésio foi acendida com um fósforo. Após o fim da reação transferiu-se o produto para um béquer ao qual adicionou-se água destilada. O odor do gás desprendido foi sentido para fins de analise.
5-RESULTADOS E DISCUSSÕES
Hidrólise do Tetraborato de sódio
A reação entre o bórax (tetraborato de sódio) em água destilada forneceu a seguinte equação:
	Na2B4O7(s) + 7H2O(l) → 4H3BO3(aq) + 2Na+(aq) + 2OH-(aq)
Nota-se que como produto temos o ácido bórico em estado aquoso e o hidróxido de sódio, que por ser uma base forte, possui quase que 100% de seus íons dissociados em água.
Com o auxílio do papel tornassol, avaliou-se o caráter ácido-base da solução presente. O papel indicador que antes era róseo mudou-se para azul, caracterizando a solução como base, isso devido a presença do íon hidróxila (OH-). O ácido bórico não foi de muita relevância neste resultado por ser um ácido fraco.
Reatividade do alumínio à água e ao ar
Depois que o pedaço de papel alumínio foi lixado e introduzido em água, não foi notado nenhum desprendimento de gás. Isto devido ao fato de que ao reagir com a água, o alumínio é recoberto por uma fina camada de óxido, que impede o prosseguimento da reação.
2Al(s) + 3H2O(l) → Al2O3(s) + 3H2(g)
Reação do alumínio com ácido e bases
Tubo 1: Pedaço de papel alumínio lixado + HCl
Tubo 2: Pedaço de papel alumínio não lixado + HCl
No primeiro tubo de ensaio, observou-se uma rápida reação e liberação de gás hidrogênio. no segundo tubo houve o mesmo processo, porém, uma reação mais lenta, devido a existência da fina camada de óxido sobre o pedaço de alumínio, dificultando a reação com o ácido clorídrico.
	2Al(s) + 2HCl(aq) → 2AlCl(s) + H2(g)
Ao adicionarmos um pedaço de alumínio em uma solução de hidróxido de sódio foi possível observar uma grande formação de bolhas e um aquecimento no sistema. O processo ocasionou na seguinte reação:
	2Al(s) + 2NaOH(l) + 2H2O(l) → 2NaAlO2(s) + 3H2(g)
Observando a equação, conclui-se que a grande formação de bolhas deu-se devido ao desprendimento do gás hidrogênio.
A reação do alumínio com o hidróxido de sódio apresentou ser mais eficiente na produção de gás hidrogênioque com o ácido clorídrico.
Carater anfótero do hidróxido de alumínio
Em dois tubos de ensaio distintos, obteve-se hidróxido de alumínio através da reação entre cloreto de alumínio e hidróxido de amônio.
	AlCl3(aq) + 3NH4OH(aq) → Al(OH)3(aq) + 3NH4Cl(aq)
À um dos tubos, aos poucos, adicionou-se solução de ácido clorídrico e ao outro uma solução de hidróxido de sódio. Como o hidróxido de alumínio apresenta comportamento anfótero, ele reage tanto com o ácido quanto com a base, gerando sal.
Reação com o ácido: 
Al(OH)3(aq) + 3HCl(aq) → AlCl3(aq) + 3H2O(l)
Reação com a base:
 Al(OH)3(aq) + NaOH(aq) → NaAl(OH)4(aq)
Hidrólise de sais de alumínio
Seguindo o procedimento experimental foi formado um montículo com os reagentes descritos sobre a placa de amianto e adicionado calor por meio da combustão no palito de fosforo. Após o fim da reação, foi deixado o produto esfriar e o transferimos para um tubo de ensaio ao qual foi adicionado 3mL de água destilada.
O alumínio reagiu com o enxofre formando o sulfeto de alumínio:
	2Al(s) + 3S(s) → Al2S3(s)
Por sua vez, o sulfeto formado, em meio aquoso, forma o hidróxido de alumínio e o ácido sulfídrico mostrados abaixo:
	Al2S3(s) + 6H2O(l) → 2Al(OH)3(s) + 3H2S(g)
Esta reação pode ser confirmada pelo odor pútrido, sentido no fim da reação, cheiro este vindo do desprendimento do ácido sulfídrico em seu estado gasoso.
6-CONCLUSÃO
	Conclui-se que de todos os elementos da família 3A, os compostos de alumínio são os mais reativos, sendo utilizados em diversos procedimentos experimentais, porém, não reagem muito bem naturalmente devido a formação de uma película de Al2O3 em sua superfície, o que dificulta sua reação com a água, o ar e outros solventes. Ao retirarmos esta camada o alumínio reage tanto com ácidos como com bases por conta de seu caráter anfótero. E que o pratica experimental foi de fundamental importância para os discentes que a realizaram, possibilitando a observação pratica dos conceitos discutidos em aulas teóricas.
REFERÊNCIAS
ATKINS, P.W. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente, 5ª ed. Porto Alegre, Bookman, 2012.
Lee, J. D. Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5ª ed. inglesa. Editora Edgard Blücher Ltda. 1999.
MAHAN, Bruce M. Química: um curso universitário, 4ª ed. São Paulo, Edgard Blücher LTDA, 1995.