RELATÓRIO - METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS

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DEYZIANE SILVA MONTEIRO
FAUSTINO NOGUEIRA MAIA
HELOISA TARGINO DE LIMA
JÉSSICA RODRIGUES PEREIRA FERNANDES
LAUANNY ARAÚJO RODRIGUÊS DA SILVA
RAYZA BARROS LUCAS
Título: METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS E SUAS REATIVIDADES
 Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Química Inorgânica II, ministrada pelo professor Lee Marx Gomes de Carvalho, do curso de Petroquímica do IFCE – Campus Aracati
RESUMO
METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS E SUAS REATIVIDADES
	O presente relatório descreve a aula prática realizada na disciplina de Química Inorgânica II acerca dos metais alcalinos, metais alcalinos terrosos e suas propriedades de reação. O objetivo da prática consiste em observar as reações, o funcionamento e comportamento dos metais alcalinos e metais alcalinos terrosos, identificar suas respectivas reatividades, suas propriedades físicas e solubilidades. Para isso apropriou-se da utilização do método analítico para compreender esses processos em laboratório.
Palavras chaves: Metais alcalinos, Metais alcalinos terrosos, Propriedades, Reações. 
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 03 
OBJETIVOS ................................................................................................................ 03
PARTE EXPERIMENTAL ......................................................................................... 05
RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................ 09
CONCLUSÃO ................................................................................................................ 14
REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 15
ANEXOS ......................................................................................................................... 16
INTRODUÇÃO
A primeira família da tabela periódica (1A) é onde se encontra o grupo dos Metais Alcalinos, que é composto pelos metais lítio (Li), sódio (Na), potássio (K) , rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Apesar do Hidrogênio fazer parte da mesma coluna, ele não se enquadrada como um metal alcalino, pois a energia necessária para retirar o único elétron do hidrogênio é muito maior do que a de qualquer outro elemento da coluna. Sendo assim, ele é classificado como um não-metal. 
Alcalinidade se refere a capacidade dos elementos de reagirem com a água (H2O), ou seja, todos os elementos desta família possuem grande reatividade em meio aquoso. Geralmente, suas reações com a água formam substância básicas (alcalinas), os chamados hidróxidos. 
2 Li(s) + 2 H2O(l) > 2 LiOH(aq) + H2(g)
Além da reatividade com a água e liberar hidrogênio, esses elementos também são reativos com o oxigênio, formando óxidos, peróxidos ou superóxidos.
4 Li(s) + O2(g) > 2 Li2 + O(s) ÓXIDO
2 Na(s)  + O2(g) > Na2O2(s)  PERÓXIDO
K(s) + O2(g) > KO2 (s) SUPERÓXIDO
Suas características são bastante abrangentes. Entre elas estão enquadradas a excelente condutividade elétrica, as propriedades físicas e químicas que estão intimamente relacionadas com sua estrutura eletrônica e seu tamanho. Geralmente formam compostos univalentes, iônicos e incolores. 
Os Metais Alcalinos Terrosos estão localizados logo ao lado, no grupo 2A e possuem os seguintes elementos: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). Possuem esse nome pois seus óxidos eram, antes, chamados de terras por serem básicos,  Suas propriedades incluem baixa densidade, coloração e moleza, todos eles sendo no estado sólido. Apesar de não reagirem com a água tão rapidamente quanto os do grupo 1A, os alcalinos terrosos também formam hidróxidos fortemente básicos, formando sais iônicos em suas reações com halogênios. 
A abundância desses metais na crosta terrestre se estendem por uma ampla faixa, se entendendo por metais muito abundantes como o cálcio, até metais extremamente raros, como césio e berílio. 
OBJETIVOS
Aprender e desenvolver os conceitos básicos envolvidos nas reações de metais alcalinos e alcalinos terrosos, comparando suas reatividades em diferentes situações e observando seus hidróxidos, desenvolvendo princípios de metodologia de sínteses de compostos inorgânicos. 
PARTE EXPERIMENTAL
	Para a realização da pratica de “Metais alcalinos e metais alcalinos terrosos e suas reatividades” foram utilizados os seguintes materiais e reagentes, disponíveis no laboratório de Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará – Campus Aracati:
PROCEDIMENTO
Oficina 1: Metais Alcalinos
PARTE I
1. Retirou-se um pedaço de sódio e o cortou em pequenos fragmentos.
0. Colocou-se água destilada em um béquer de 50 mL e adicionou-se 3 gotas de fenolftaleína.  
Em seguida adicionou-se os pedaços de sódio. Observou-se a formação de H2 e NaOH.
0. Colocou-se água em um béquer de 250 mL até metade de sua capacidade. Encheu-se um tubo de ensaio, cortou-se um pedaço de sódio, o colocou no tubo de ensaio e inverteu rapidamente o tubo de ensaio cheio no béquer. Observou-se a formação do gás hidrogênio, aumentando a pressão sobre a superfície da água, fazendo com que a coluna líquida baixasse de nível.
0. Em um béquer de 50 mL adicionou-se 10 mL de álcool etílico. Cortou-se um pedaço de sódio e o colocou no álcool. Observou-se a reação.
PARTE II
1. Transferiu-se 5 mL de cada uma das soluções de FeCl3, CoCl2, NiSO4, MgCl2, AlCl3 e CaCl2  para seis tubos de ensaio.
2. Em seguida adicionou-se 2 mL de solução de NaOH 2 mol em cada tubo de ensaio.
MATERIAIS E REAGENTES
· 1 béquer de 250 mL                                    
· Álcool etílico                                                
· 10 pipetas de 5 mL                                       
· NaOH 2 mol                                                	
· 1 vidro de relógio                                         
· 10 tubos de ensaio
· Bastão de vidro 
· Espátula
· CaCl2
· Sódio metálico
· Solução de fenolftaleína                              
· AlCl3 1 mol   
· MgCl2 1 mol 
· NiSO4 1 mol
· CoCl2 1 mol     
· FeCl3 1 mol
Oficina 2: Metais Alcalinos terrosos
PROCEDIMENTO
PARTE I – METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS, COMPARATIVO
1. Colocou-se uma pastilha de NaOH e um pouco de Ca(OH)2 sobre um vidro de relógio seco, o observou e comparou a higroscopicidade dos hidróxidos.
2. Colocou-se em seis tubos de ensaio 5 mL de água destilada e aproximadamente 0,20 g de cada uma das seguintes substâncias e agitou-as bem: NaOH, Ca(OH)2 NaCl, CaCl2, NaCO3 e CaCO3. Comparou-se a solubilidade dos hidróxidos, cloretos e carbonatos dos grupos 1 e 2.
PARTE II – PREPARAÇÃO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO DE NITRATO DE PRATA
1. Pesou-se a massa de AgNO3 necessária para preparar 250 mL de solução 0,1 mol.L.
2. Para a padronização utilizou-se aproximadamente 0,17g de NaCl em um Erlenmeyer, adicionando 80 mL de água e 1 mL de cromato de potássio 5% (indicador). 
3. Titulou-se com a solução de nitrato de prata, lentamente, agitando o frasco até que a cor avermelhada formada pela adição de cada gota desaparecesse cada vez mais lentamente (isto indica que a maior parte do cloreto está precipitada).
4. Continuou-se a adição gota a gota até que ocorresse uma mudança de cor fraca, mas distinta, que persistiu mesmo após forte agitação.
5. Fez-se uma correção de branco do indicador, adicionou-se 0,5g de carbonato de cálcio e 1 mL do indicador a um volume de água igual ao volume final da titulação.
6. Titulou-se com a solução de nitrato de prata até que a cor do branco ficasse igual a da solução titulada. 
PARTE III – SÍNTESE DE OXALATOS DE METAIS ALCALINOS
Pesou-se 25 mg dos carbonatos de magnésio e cálcio. Colocou-se os carbonatos 2 béqueres de 50 mL cada.
A cada béquer acrescentou-se 2 mL de água.
	Adicionou-se, a cada béquer, gota a gota, uma solução de 6 mol.L de HCl e foram aquecidos até que todo sólido se dissolvesse.Diluiu-se cada uma das soluções (com exceção do magnésio) para um volume final de 10 mL. Adicionou-se 1 gota de solução 1% vermelho de metila. A solução ficou ácida, e, portanto, foi observada uma cor vermelha. Adicionou-se então 1,5 mL de solução saturada de oxalato de amônio e 1,5g de ureia a cada uma das soluções. Para o magnésio foi usado 4,5g de ureia.
	Sob agitação, deixou-se a solução entrar em ebulição branda, até que a cor mudasse de vermelho para amarelo. Acrescentou-se mais água a fim de evitar a precipitação da ureia. Adicionou-se gotas de uma solução 6 mol de hidróxido de amônio para a precipitação de cristais dos respectivos oxalatos.
MATERIAIS E REAGENTES
· 1 béquer de 50 mL
· 1 conta gotas 
· 1 agitador magnético com aquecimento 
· 1 sistema de filtração simples (funil e papel filtro)	
· 50 mL solução 6 mol de NH3OH
· 50 mL solução 6 mol de ácido clorídrico
· 50 mL solução saturada oxalato de amônio
· Ureia
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Com a análise dos testes realizados na pratica de “METAIS ALCALINOS E ALCALINOS TERROSOS E SUAS REATIVIDADES”, pode – se identificar a ocorrência de reatividade desses metais através de formação de precipitados, mudanças de coloração e liberação de gases.
Oficina I: Metais alcalinos
PARTE I
	A reação entre o  sódio e a água  hidróxido de sódio, alcalinizando o meio no qual ocorre a reação. Além disto, o gás hidrogênio é produzido durante a reação. Nesta situação, freqüentemente ocorre à queima do hidrogênio, com o oxigênio do ar, favorecida pelo calor produzido na reação do sódio.
2 Na(s) + 2 H2O(l)→2 NaOH(aq) + H2(g)
	A cor rosa se da devido a adição de fenolftaleína na água. A fenolftaleína passa de incolor a rosa quando o pH do líquido torna-se alcalino (acima de 8,2 para a fenolftaleína) evidenciando a presença da base. Quanto maior a quantidade de sódio colocado, maior será a reação visualizada, porque o hidrogênio liberado entra em combustão ao entrar em contato com o oxigênio presente no ar. A reação é exotérmica havendo a liberação de calor. A reatividade das reações aumenta à medida que os períodos dos metais alcalinos aumentam. 
	Portanto de acordo com a analise dessa reação, é importante ressaltar que o fogo em sódio metálico não pode ser apagado pela água devido a sua reatividade, nesse caso deve ser utilizado um extintor por abafamento.
PARTE II
TUBO 1: Quando adicionamos o hidróxido de sódio 2M (NaOH) à solução de Cloreto de magnésio (MgCl2), observou-se a formação de um precipitado coloidal branco de aspecto gelatinoso.
MgCl2(aq) + 2 NaOH(aq) → 2 NaCl(aq) + Mg(OH)2(s)
TUBO 2: Quando adicionamos o hidróxido de sódio 2M (NaOH) à solução de Cloreto de cálcio (CaCl2), observou-se a formação de um precipitado leitoso.
CaCl2(aq) + 2 NaOH(aq) → 2 NaCl(aq) + Ca(OH)2(s) 
TUBO 3: Quando adicionamos o hidróxido de sódio 2M (NaOH) à solução de Cloreto de ferro (FeCl2), observou-se a formação de um precipitado marrom.
FeCl3(aq) + 3 NaOH(aq) → FeOH3(s) + 3 NaCl(aq)
 
TUBO 4: Quando adicionamos o hidróxido de sódio 2M (NaOH) à solução de Cloreto de cobalto (CoCl2), observou-se a formação de um precipitado azulado.
CoCl2(aq) + NaOH(aq) → Co(OH)2(s) + NaCl(aq)
	Com este experimento foi possível observar que em todas as reações ocorreu a formação de precipitados. Isso aconteceu, pois quando metais alcalinos entram em contado com sais solúveis de metais eles tendem a formar precipitados. 
Oficina II: Metais alcalinos terrosos
PARTE I
	Os elementos do grupo I da tabela periódica são mais reativos que os do grupo II, dessa maneira eles reagem mais facilmente com o ar. Sendo assim o Na (Grupo I) é mais higroscópico que o Ca (Grupo II). Observou-se que NaOH é mais higroscopico que o Ca(OH)2. Essa constatação foi possível devido ao NaOH ter umedecido, ou seja absorveu a umidade do ar mais rápida que o Ca(OH)2 devido ao impedimento estereoquimico do composto Ca(OH)2. 
	Para a explicação desse fenômeno se faz necessário utilizar a regra de Fajans,que esta associado ao íon e seu poder polarizante. Como a água é uma molécula de alta polaridade, o cátion metálico polariza a molécula de água, de modo a aprisioná-la em seu retículo cristalino. Como o poder polarizante diminui como aumento do tamanho do cátion (ao descer no grupo), o cálcio vai ser menos polarizante que o sódio e portanto vai apresentar moléculas de água em seus retículos com menos facilidade. Portanto, o hidróxido de sódio é mais higroscópico que o hidróxido de cálcio.
Comparando a solubilidade dos hidróxidos, cloretos e carbonatos dos grupos 1 e 2:
TUBO 1: Quando adicionamos o Hidróxido de sódio (NaOH) ao tubo com água destilada, observou-se a ocorrência de liberação de calor (reação exotérmica, evidenciada pelo aquecimento do tubo de ensaio), notou-se também a dissolução total do Hidróxido de sódio (NaOH).
 NaOH(s) + H2O(l) →OH- (aq) + H2O(l)
TUBO 2: Quando adicionamos o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) ao tubo com água destilada, observou-se a suspensão de um sólido, e a fixação de um corpo ao fundo. 
Ca(OH)2(s) + H2O(l) → Ca2(aq)+ +H2O(l) + OH- (aq) + H2O(l)
TUBO 3: Quando adicionamos o carbonato de sódio (Na2CO3) ao tubo com água destilada, notou-se a dissolução total do carbonato de sódio (Na2CO3).
Na2CO3(s) +2 H2O(l) → H2CO3(aq)+ 2 NaOH(aq) 
TUBO 4: Quando adicionamos o carbonato de cálcio (CaCO3) ao tubo com água destilada, notou-se que a mistura não se solubilizou completamente, observou-se a suspensão.
CaCO3(s) + H2O(l) → CO2(g)+ Ca(OH)2(aq)
TUBO 5: Quando adicionamos o cloreto de sódio (NaCl) ao tubo com água destilada, notou-se que a mistura se solubilizou completamente, o sal se dissociou.
NaCl(s) + H2O(l) → não há reação
TUBO 6: Quando adicionamos o cloreto de cálcio (CaCl2) ao tubo com água destilada, notou-se que a reação ocorreu de forma lenta, e observou-se uma dissolução quase total. 
CaCl2(s) + 2 H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + 2 HCl- (aq)
	Para analisar a solubilidade dos compostos acima, é necessário verificar quais entre eles mais se dissociam, ou seja, aqueles que possuem maior caráter iônico, que por conseqüência solubilizarão com maior facilidade.
	A diferença de eletronegatividade nos cloretos será maior nos alcalinos em relação aos cloretos de alcalinos terrosos, logo o cloreto de sódio (NaCl) é mais solúvel que cloreto de cálcio (CaCl2). Analisando da mesma forma, nos hidretos e carbonatos verifica-se o mesmo, que os compostos de sódio são mais solúveis. 
	Sobre a solubilidade dos compostos, sabemos que quanto mais iônico é um composto, mais solúvel ele será. Dessa forma, pode-se analisar que os cloretos, foram realmente os mais solúveis, por apresentarem um maior caráter iônico. Os hidróxidos são intermediários, pois se dissociam menos. Já os carbonatos, por serem os compostos menos iônicos, quase não dissociam e são praticamente insolúveis.
PARTE II
Preparo e padronização AgNO3 :
	Inicialmente, buscou- se preparar a solução de AgNO3 0,1 mo l/ L. Calculou-se a massa teórica necessária para preparar a solução , sabendo- se da massa molecular do AgNO3 (169,87 g/mol) e que o volume de solução preparado seria de 250,00 mL, aplicou-se a fórmula:
 
 
m(g) = 4,25 g
Ag + + C l- ⇌ AgCl (s) 
Reação da titulação direta, forma precipitado branco. 
2 Ag+ + CrO42- ⇌ AgCrO4 (s) 
Reação do ponto final, forma precipitado vermelho.
Utilizou-se 25 mL da bureta para a titulação.
PARTE III
	Devido a erros nos procedimentos operacionais não foi possível obter um cálculo de rendimento. 
CONCLUSÃO
	A realização deste experimento possibilitou o aprimoramento das nossas técnicas em laboratório e uma maior aprendizagem com relação aos metais alcalinos e alcalinos terrosos e suas reatividades. Com base nos resultados obtidos pode - se concluir que na primeira prática denominada “Metais alcalinos e suas reatividades”, obteve - se êxito ao conseguir observar as reações ocorridas, além de sua reatividade em diferentes situações e a reatividade dos hidróxidos desses metais. Na segunda prática “Metais alcalinos terrosos e suas reatividades”,foi possível observar a ocorrência das reações e desenvolver princípios das metodologias de síntese de compostos inorgânicos. 
REFERÊNCIAS
http://www.quimica.ufpr.br/fsnunes/cq133/Grupo%202.pdf, acessado dia 27/08/2019.
http://site.ufvjm.edu.br/flavianatavares/files/2013/04/Metais-Alcalinos-20141.pdf, acessado dia 27/08/2019.
ANEXOS
QUESTÔES DO PRÉ-LABORATORIO
Metais alcalinos
1º) Pesquisar sobre a reatividade dos metais alcalinos em relação ao ar e a água.
Os metais alcalinos (elementos da família 1 da tabela periódica - Li, Na, K, Rb, Cs e Fr) são extremamente reativos quando expostos a água e ao oxigênio. Por isso, geralmente são guardados submersos em querosene, óleo ou benzeno, para não entrarem em contato com a umidade do ar. Isso acontece porque eles possuem uma grande tendência a perder elétrons, oxidando-se e atuando como agentes redutores fortes, formando como produtos uma base e o gás hidrogênio.
2º) Pesquisar sobre a solubilidade dos cloretos, carbonatos e hidróxidos. 
Todos os componentes dos metais alcalinos (grupo IA) são solúveis.
3º) Pesquise sobre o teste da chama na identificação dos metais alcalinos. 
O teste de chama é um importante método de identificação, principalmente de cátions metálicos, utilizado na análise química, baseado no espectro de emissão para cada elemento. Na chama, os cátions de sais voláteis transformam-se em átomos livres. Estes absorvem e depois emitem radiação eletromagnética com comprimentos de onda que correspondem às transições entre os níveis de energia dos átomos. No caso dos metais alcalinos a identificação é facilmente visível, pois necessitam de menos energia calorífica para mudarem de nível, já que possuem um elétron livre.
Metais alcalinos terrosos
1º) Pesquisar sobre a reatividade dos metais alcalinos terrosos em relação ao ar e a água.
Os metais alcalino-terrosos pertencentes à família 2 reagem com a água liberando gás hidrogênio e formando um hidróxido, porém observa-se uma reação mais lenta em comparação com os metais alcalinos.
O berílio e o magnésio, por causa das suas respectivas energias de ionização, apresentam os valores mais altos de potenciais de redução (assim, os menores potencias de oxidação) do grupo 2A. Ao passo que os potenciais dos outros metais, são equiparáveis com os alcalinos.
Em contato com oxigênio, formam óxidos de caráter básico (o bário também pode dar origem ao peróxido de bário, caso sejam mantidas altas pressões e temperaturas); haletos e nitretos (MX2, M3N2); e especialmente o bário, cálcio e estrôncio, também tendem a formar hidretos metálicos do tipo MH2.
2º) Pesquisar sobre a solubilidade dos cloretos, carbonatos e hidróxidos de metais alcalinos terrosos. 
Quando se trata de solubilidade, o tamanho dos átomos e íons também irá influenciar no grau de hidratação. Os compostos de metais alcalinos são sempre mais solúveis que os de alcalino terrosos porque quanto maior o caráter iônico maior sua solubilidade.
3°) Pesquise sobre síntese de compostos orgânicos: um breve resumo.
Compostos inorgânicos são todas as substâncias formadas por átomos ou moléculas de pelo menos dois elementos diferentes, e que não contenha em sua estrutura átomos de carbono formando cadeias e ligados ao hidrogênio. Em algumas situações o carbono pode aparecer na estrutura do composto, mas devido a forma como está ligado, é considerado inorgânico, como é o caso de CO2 e Na2CO3.
Tais compostos normalmente são feitos de ametais ou de hidrogênio e tem ligações com átomos metálicos. Esses podem ser iônicos, de coordenação e covalentes. Caso a variação da eletronegatividade dos átomos for alta demais o composto é iônico. Agora se for o contrário o composto é covalente. Apesar disso existem compostos com as duas características. A classificação geral é de base, ácido, sal ou óxido.
Aracati, 01 de Setembro de 2019
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