Elementos do grupo 14 da tabela periódica

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Resultados e discussão 
Os elementos do grupo s da tabela periódica possuem uma série de reações e 
comportamentos graças a suas características próprias e diferenciais, 
analisando de forma destrinchada o grupo 14, é possível ver diferenças 
comportamentais tanto entre os demais elementos, quanto para os próprios 
componentes do grupo 14 entre si, assim foram feitos uma série de 
experimentos para verificar essas características. 
 Propriedades do carvão 
 
O primeiro experimento realizado foi a criação de uma coluna de adsorção 
utilizando-se uma seringa sem agulha, um pedaço de algodão e uma porção de 
carvão ativado. Depois de colocados na seringa e umedecidos com água, foi 
adicionada a coluna uma solução de permanganato de potássio, após cerca de 
40 minutos a solução que era púrpura apareceu transparente no béquer. 
A utilização de carvão ativado é muito comum, sua produção anual de 
toneladas ocorrem graças a suas importantes aplicações no meio químico, 
essa substância possui uma enorme área superficial e por isso é usado para 
alvejar açucares e demais elementos químicos assim como também é utilizado 
em máscaras de gás pois, absorve gases venenosos, serve como catalisador 
de algumas reações, e finalmente, é frequente em filtros para tratamento de 
águas residuais. 
Por ser formado de carbono na forma elementar, o carvão ativado possui uma 
série de camadas ligadas por forças de van der Walls, essas camadas 
possuem poros que retém moléculas quando em contato com demais 
substâncias isso ocorre porque fazem com que as moléculas ali retidas 
encontrem maior coordenação, assim, são realizadas ligações químicas 
(geralmente covalentes) entres os poros do carvão e a substância em contato 
com o mesmo, isso é chamado de adsorção, desta feita o carvão ativado é 
chamado de adsorvente, e quando utilizado na prática, o carvão reteve os íons 
permanganato em seus poros (ou sua superfície de contato), isso resulta na 
perda da coloração da solução que apresenta muito mais potássio que quando 
diluído apresenta solução transparente. 
 
 Comportamento do chumbo e do estanho em meio ácido 
 
Em seguida o experimento consistiu em cortar pequenos pedaços de chumbo e 
adicionar inicialmente uma solução de ácido clorídrico a 10%, a reação foi 
muito lenta e inicialmente ocorreu um pequeno desprendimento de gás 
evidenciado por uma pequena formação de bolhas, perda de brilho do metal, 
com a solução tornando-se levemente esbranquiçada. A reação pode ser 
escrita da seguinte forma: 
Pb(s) + 2HCl(aq) → PbCl2(aq) + H2(g) 
Assim é possível observar a formação de cloreto de chumbo e a liberação de 
gás hidrogênio, a lentidão da reação pode ser atribuída a reatividade dos 
metais porque o chumbo é menos reativo que o hidrogênio, essa questão 
também é comprovada pelos valores de ∆E° que por ser maior que zero aponta 
que em condições normais a reação ocorre muito lentamente, porém a energia 
livre de Gibbs demonstra q apesar de lenta a reação ocorre pois ∆G<0, 
conforme mostrado abaixo nas semi reações: 
 
Oxidação: Pb(s) → Pb
2+
(aq) + 2e- Eº= +0,13v 
Redução: 2H(aq) + + 2e- → H2(g) Eº= 0,00v 
 
Reação global: Pb + 2H+ → Pb2+ + H2 ΔEº= +0,13v 
∆G = -25,10 KJ/mol-1 
 
Em seguida, o experimento foi repetido dessa vez utilizado ácido nítrico a 10%, 
a reação observada foi também desprendimento de gás e perda de brilho 
metálico, a reação é a seguinte: 
Pb(s) + 4HNO3(aq) → 2H2O(l) + 2NO2(g) + Pb(NO3)2(aq) 
 
Essa reação libera uma pequena quantidade de dióxido de nitrogênio, também 
formando nitrato de chumbo e a água. 
Realizaram-se então os mesmo procedimentos, desta vez com aparas de 
estanho, na reação com ácido clorídrico notou-se um aumento do brilho 
metálico, a reação foi a seguinte: 
Sn(s) + 2HCl(aq) → SnCl2(aq) + H2(g) 
 
O aumento do brilho metálico ocorre porque, o ácido remove a camada 
protetora de óxido sob o estanho, entretanto é apenas isso q acontece pois a 
formação de cloreto e liberação de gás hidrogênio conforme descrito na 
equação acima não são favoráveis de acordo com os valores eletroquímicos da 
reação: 
 
Oxidação: Sn(s) → SN
2+
(aq) + 2e- Eº= -0,14v 
Redução: 2H(aq) + 2e- → H2(g) Eº= 0,00v 
 
Equação global: Sn(s) + 2H
+
(aq) → Pb
2+
(aq) + H2(g) ΔEº= -0,14v 
∆G = +27,20 KJ/mol-1 
 
Evidente que apesar do ΔEº<0, que comprova a reação, o ∆G da reação é 
maior que zero; assim em condições ambientes a reação não irá ocorrer, 
apenas introduzindo-se uma fonte de energia externa, como calor. 
Já a reação com ácido nítrico ocorreu também de forma lenta desprendimento 
de gás, leve aquecimento e a solução depois de algum tempo ficou amarelada, 
a equação da reação é a seguinte: 
Sn(s) + 4HNO3(aq) → 2H2O(l) + 2NO2(g) + Sn(NO3)2(aq) 
 
O ácido nítrico reage com metais em geral, porém a formação de uma película 
de óxido sob o estanho torna a reação lenta, porque dificulta a ação do ácido 
na superfície do estanho, porém caso houvesse adição de energia externa, a 
energia de ativação iria tornar a reação mais rápida, a liberação de dióxido de 
nitrogênio atua na solução alterando sua cor que de amarelo após um tempo 
torna-se castanho, ou vermelho-castanho. 
 
 Dissolução de gás carbônico em água 
Em um béquer foi adicionado uma pequena quantidade de hidróxido de sódio 
com algumas gotas de fenoftaleína, assim que adicionada a solução ficou com 
aa tonalidade rosa, em seguida, foi usado um canudo para inserir passagem de 
gás carbônico na solução, que em seguida perdeu a tonalidade rosa e tornou-
se transparente, a reação é a seguinte: 
2NaOH(aq) + CO2(g)  Na2CO3(aq) + H2O(l) 
A presença da coloração rosa por parte da fenoftaleína indica a presença de 
um meio básico, causado pelo hidróxido de sódio, porém, ao adicionar-se uma 
quantidade de gás carbônico o meio básico desaparece pois o hidróxido se 
converte em carbonato de sódio resultando em um meio com sal e água, o 
carbonato de sódio porém age com propriedades básicas liberando OH- então 
foi adicionado na solução mais água e como o gás carbônico inserido está em 
excesso, o mesmo interage com algumas moléculas de água formando o ácido 
carbônico o que torna o meio ácido e a fenoftaleína converte-se de rosa para 
transparente indicando o meio ácido, por tratar-se de uma reação de equilíbrio 
químico após aquecida, a solução perde gás carbônico e volta a seu estado 
básico retomando a coloração rosa. 
 Decomposição de sais do ácido carbônico 
Adicionando 0,50 g de carbonato de sódio e bicarbonato de sódio em tubos de 
ensaio distintos, foram diluídos em 5 ml de solução de ácido clorídrico 1 mol/L-1 
e os resultados foram os seguintes: 
Tabela 1. Resultados apresentados pelos sais após a reação com o ácido. 
Sais de ácido carbônico Reação após diluído em HCl 
Carbonato de sódio Efervescência, bolhas na vidraria 
Bicarbonato de sódio Efervescência mais rápida 
 
A reação do carbonato de sódio com em meio ácido é a liberação de OH-
enquanto o ácido libera H+, assim a reação forma água, cloreto de sódio e 
libera o gás carbônico, conforme explicitado na equação abaixo: 
Na2CO3(s) + 2HCl(aq) → CO2(g) + H2O(l) + 2NaCl(aq) 
A presença de efervescência vem da liberação de gás carbônico, algumas das 
moléculas de água se prendem nas paredes das vidrarias, e o sal fica diluído. 
Já a reação do bicarbonato de sódio é a seguinte: 
NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(s) + H2CO3(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) 
Inicialmente ocorre uma reação de dupla troca formando um sal e gás 
carbônico, devido à instabilidade do gás carbônico, a molécula vai liberar 
dióxido de carbono que fará a reação liberar uma efervescência que terá por 
fim um sal diluído em água,essa reação ocorre porque o bicarbonato é um 
hidrogênio-sal. 
 
 Obtenção do gel do ácido silícico. 
A prática seguinte consistiu na obtenção do gel do ácido salicílico, diluindo 
silicato de sódio em água e em seguida adicionando-se ácido sulfúrico 
concentrado, nota-se que o silicato de sódio não se dilui facilmente em água e 
quando em contato com o ácido resulta em uma reação exotérmica que 
aproximadamente 20 minutos após o contato produz uma substância 
gelatinosa, conhecido como gel do ácido silícico, a reação é a seguinte: 
Na2SiO3(aq) + 2HCl(aq) → H2SiO3(aq) + 2NaCl(aq) 
 
A reação de formação desse ácido também conhecido como ácido metasilícico 
é uma simples troca que faz com que forme cloreto de sódio diluído em água e 
o ácido gelatinoso flutue sobre a solução devido a sua baixa dissolução em 
água graças a sua densidade, as moléculas de sílica se ligam formando a 
aparência gelatinosa obtida na reação, o excesso de ácido em solução forma 
um hidrossol é um termo utilizado no estudo dos coloides, é uma dispersão 
coloidal na qual as partículas da fase dispersa, possuem liberdade total de 
movimento e confere ao precipitado uma aparência de gel, depois de um 
período de tempo o hidrossol perde sua água e forma a estrutura da sílica gel 
essa etapa é conhecida por hidrogel. 
 
 Caráter anfótero dos hidróxidos de chumbo 
 
O experimento seguinte serviu para testar o caráter anfótero do hidróxido de 
chumbo, ou seja, sua capacidade de ser diluído completamente tanto em meios 
básicos, como em meios ácidos; O procedimento foi feito inicialmente diluindo 
o nitrato de chumbo II em água, e depois reagindo o mesmo com hidróxido de 
sódio a 1% se obteve o hidróxido de chumbo, conforme a equação abaixo: 
Pb(aq) + NaOH
-
(aq) → Pb(OH)2(s) 
O precipitado do hidróxido de chumbo é insolúvel em água, e em seguida foi 
reagido com hidróxido de sódio a 30% e ácido clorídrico 6,0 mol/L-1, os 
resultados foram à completa diluição do precipitado em ambos os casos; 
Analisando inicialmente a reação com o hidróxido de sódio, a mesma pode ser 
escrita como: 
Pb(OH)2(s) + NaOH
-
(aq) → Na[Pb(OH)3]
-
(aq) 
Essa reação aponta a formação de um íon complexo, a sua completa 
dissolução no meio indica que o precipitado reage completamente com meios 
básicos, ou fornecedores de OH-; Agora, analisando a reação do precipitado do 
hidróxido de chumbo em meio ácido, observa-se mais uma vez a completa 
dissolução do precipitado, conforme a equação abaixo: 
Pb(OH)2(s) + 2HCl(aq) → PbCl2(s) + 2H2O(l) 
 
Apesar de se diluir completamente em um primeiro momento, a reação 
continua e conclui-se com uma reação de neutralização ácido-base, o cloreto 
de chumbo é o sal insolúvel que aparece no meio aquoso pois não é solúvel e 
água. Ao fim desse experimento fica comprovado que o hidróxido de chumbo 
possui caráter anfótero, ou seja, interage em ambos os meios, ácidos ou 
básicos, diluindo-se completamente, ainda que em reação com ácidos 
posteriormente ele forme um sal. 
 
 Hidrólise dos sais 
 
O procedimento seguinte, consistiu em medir o pH, do silicato de sódio e do 
carbonato de sódio diluídos em água, os resultados estão expostos na tabela 
abaixo: 
Tabela 2. Valores de pH encontrados nos sais utilizados. 
Sais utilizados pH obtido 
Carbonato de sódio 12 
Silicato de sódio 13 
 
O carbonato de sódio apresentou um valor de pH>7, esse resultado demonstra 
um caráter básico, para compreender-se esse resultado proveniente de um sal, 
deve-se observar todas as etapas, inicialmente o que ocorre após a dissolução 
do carbonato em água: 
Na2CO3(aq) → 2Na
+
(aq) + CO3
2-
(aq) 
 
Depois de diluído, os íons de sódio Na+, e íons de carbonato CO3
2-, são 
formados, os íons de carbonato interagem com as moléculas de água 
presentes no meio, e por ser derivado de um ácido fraco, ele tem a tendência 
de ser protonado, ou receber hidrogênio H+, desta feita, assim que protonado, 
formando assim o ácido carbônico, como e alguns outros íons de OH- sobram 
no meio após perder um próton para os íons carbonato: 
Na+(aq)
 + CO3
2-
(aq) + H2O(l) → HCO3
-
(aq) + OH(aq) + Na
+
(aq) 
 
Porém como o sódio é derivado de uma base forte, o mesmo tende a continuar 
em seu estado iônico graças também a energia de hidratação, assim o meio da 
solução fica com um excesso de OH-, que não se ligam a nenhuma outra 
substância e por isso torna o pH básico. 
Da mesma forma, o pH do silicato de sódio apontou um pH muito superior a 7, 
analogamente, analisando a reação por partes é perceptível que a água mais 
uma vez vai converter os compostos da substância em íons: 
Na2SiO3(aq) → 2Na
+
(aq) + SiO3
-
(aq) 
 
Entre esses íons estão novamente os íons de sódio Na+ e os íons de silicato 
SiO3
-; Como já observado no experimento acima os íons de sódio não vão 
participar de reação alguma enquanto que os íons de silicato hidrolisarão a 
água fazendo ela liberar íons H+ e OH-, os íons de silicato serão protonados 
com o H+ liberado formando ácido e deixando moléculas de OH- livres no meio 
o que torna o pH também básico: 
Na+(aq) + SiO3
-
(aq) + H2O(l) → HSiO3
-
(aq) + OH(aq) + Na
+
(aq) 
 
 Compostos insolúveis de Pb+2 
Por fim, foram utilizados dois tubos de ensaio, ambos os tubos apresentavam 
nitrato de chumbo II diluído em água, em um tubo foi adicionado carbonato de 
sódio e em outro, solução de cromato de potássio. Os resultados estão 
dispostos abaixo: 
 
Tabela 3. Resultados apresentados após reagir soluções com Pb(NO3)2. 
Soluções que reagiram com 
Pb(NO3)2 
Resultados observados 
Carbonato de sódio Formação de precipitado branco 
Cromato de potássio Formação de precipitado amarelo 
 
No tubo onde se reagiu o sal de chumbo com carbonato de sódio foi observada 
a formação de um sal insolúvel em água: 
Pb(NO3)2(aq) + Na2CO3(aq) → PbCO3(s) + 2NaNO3(aq) 
O carbonato de chumbo e o nitrato de sódio são formados e como o nitrato é 
menor possui menor densidade de carga que o carbonato e então é mais 
hidratado, com sua energia de hidratação tornando-se maior que sua energia 
reticular, ficando solúvel em água enquanto que o carbonato não ocorre isso e 
o mesmo torna-se um precipitado insolúvel. 
 Enquanto que no segundo experimento o cromato de potássio em contato com 
o sal de chumbo reage da seguinte forma: 
Pb(NO3)2(aq) + K2CrO4(aq) → PbCrO4(s) + 2KNO3(aq) 
A formação do cromato de chumbo que é amarelo ocorre como um precipitado 
graças à união de cromato e chumbo que são muito grandes, e por isso não é 
hidratado, assim sua energia reticular é menor que sua energia de hidratação, 
já o nitrato de potássio fica dissolvido no meio aquoso. 
Referências bibliográficas 
 
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Blucher, 2011. 
 
2. KOTZ, J. ; TREICHEL, P.; Química Geral II e reações químicas. Tradução 
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ELEMENTOS DO BLOCO P. GRUPO 14 
BRUNO NOVAES DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Jequié- Ba 
Abril de 2018 
 
Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia 
DCT- Departamento de ciências e tecnologia 
Curso: Bacharelado em química 
Discente: Marlúcia Barreto 
Relatório de aula pratica da 
disciplina de Química 
inorgânica I, apresentado 
para fins avaliativos, do 
curso de Química, UESB, 
Campus de Jequié, 
ministrado pela docente 
Profª Doutora – Marlúcia 
Barreto.