RESOLUÇÃO DAS LISTAS DE EXERCÍCIOS 3 e 4, Junilson e Caluaco

Prévia do material em texto

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
CURSO: QUÍMICA 
 
RESOLUÇÃO DAS LISTAS DE EXERCÍCIOS (3 e 4) DE QUÍMICA INORGÂNICA II
Docente responsável: Prof.Dr.:  Milton Ferreira 
Elaborado pelos estudantes:
· Bernardino Caluaco;
· Junilson Madureira.
ACARAPE, 2021
Grupo 13:
1) O primeiro elemento de cada um dos grupos representativos da tabela periódica apresenta propriedades anômalas em relação aos demais elementos do mesmo grupo. Discuta este fato com base nos elementos Li, Be e B.
R: As propriedades físicas de elementos de um mesmo grupo podem variar de acordo com número atômico e massa. Neste sentido, Li, Be e B possuem características distintas dentro de seus grupos, ou seja, o Lítio (Li) é o menos reativo dos metais alcalinos, devido à proximidade de seus elétrons de valência do núcleo atômico; o Berílio possui o maior ponto de fusão dentre os metais mais leves, enquanto que o Boro é o único metalóide existente em seu grupo.
2) Qual a principal fonte de boro? Esquematize as fontes de obtenção de boro.
	R: concentram-se nas regiões com alta solubilidade hídrica de seus compostos naturais, os boratos. Estas são extraídas industrialmente pelos evaporitos, como o bórax e a kernita. Os maiores depósitos de boro estão na Turquia. É um elemento inerte, que é classificado como um metalóide, é encontrado em pequenas amostras em meteoroides, porém não são encontrados naturalmente na Terra. A produção industrial em seu estado nativo é difícil, tendo a produzir materiais refratários quando em contato com pequenas quantidades de carbono ou outros elementos químicos. Geralmente os alótropos de boro são amorfos, onde o boro é um pó marrom ou cristalino que é um material escurecido, com elevada dureza (aproximadamente 9,5 na escala de Mohs) e com baixa condutividade elétrica em temperatura ambiente. A sua principal aplicação está na fabricação de produção de filamentos de boro, que são utilizados como um produto similar às fibras de carbono nos materiais com alta resistência mecânica, útil na indústria aeroespacial.
3) Escreva as equações Químicas que representam as reações entre o Al e:
a) HCl: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
b) NaOH: Al + 3NaOH → Al (OH)3 + 3Na
c) N2: 4Al + 3N2 → 2Al2N3 
d) O2: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
e) Cl2: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 
4) Qual o principal minério do alumínio? Como o metal é obtido e quais as principais aplicações do alumínio.
	R: A obtenção do alumínio é feita a partir do mineral bauxita, o processo se dá em três etapas: Mineração, Refinaria e Redução. 
Mineração: 
A bauxita contém de 35% a 55% de óxido de alumínio, este mineral é extraído da natureza e através dele se obtém a Alumina (produto intermediário que leva à produção de Alumínio). A Alumina possui fórmula Al2O3. 
Refinaria: 
Nesta etapa, a alumina precisa passar por uma purificação, é então dissolvida em soda cáustica e logo após passa por uma filtração. Um pó branco de alumina pura é obtido e enviado à Redução. 
Redução: 
Esta última etapa permite a obtenção de alumínio através de eletrólise. A passagem de corrente elétrica na célula eletrolítica promove a redução da alumina, decantando o alumínio metálico no fundo da célula e o oxigênio liberado reage com o ânodo de carbono, formando dióxido de carbono. Desse modo que ocorre a reação de oxirredução: 
1. A Alumina é colocada no estado fundido em um tanque de ferro revestido com carbono, esse tanque funciona como cátodo; 
2. Os ânodos são constituídos de bastões de carbono mergulhados na Alumina fundida; 
3. As reações de oxirredução promovidas por esse processo originam Alumínio puro no cátodo. Este, posteriormente, vai para o fundo da célula eletrolítica.
5) Compare e discuta as diferenças entre o Alumínio e o Boro.
	R: Boro é um elemento químico cujo símbolo é B, possui número atômico 5 e massa atômica 11 u, pertence à classe de semimetais. Já o alumínio é um metal de símbolo Al, branco brilhante, leve, dúctil, maleável, que o ar altera muito pouco e que apresenta uma estrutura cristalina cúbica de face centrada, característica de todos os elementos metálicos. O Boro possui algumas características ópticas que lhe permitem transmitir raios infravermelhos e é considerado um semicondutor porque é mal condutor de eletricidade na temperatura ambiente e bom condutor em altas temperaturas. O alumínio possui altos índices de condutividade elétrica, e não se altera em contato com o ar ou em presença de água, graças a uma fina “capa” de óxido que o protege de ataques do meio ambiente e apresenta, entretanto, elevada reatividade quando em contato com outros elementos: em presença de oxigênio, sofre reação de combustão, liberando grande quantidade de calor, e ao combinar-se com halogênios (cloro, flúor, bromo e iodo) ou com o enxofre, produz imediatamente os respectivos haletos e sulfetos de alumínio
6) Dê dois exemplos de alúmens. Quais são as espécies presentes em solução quando estes compostos estão dissolvidos em água?
	R: Alúmen de prata
Nesse exemplo, só foi utilizado na nomenclatura o nome do cátion monovalente porque o cátion trivalente é o Alumínio e esse nome remete ao nome alúmen. Na2SO4.Bi2(SO4)3.24H2O
Alúmen de bismuto III e sódio
O algarismo romano III é utilizado na frente do cátion trivalente Bismuto porque ele não pertence às famílias IA, IIA e IIIA, além de não ser nem a Prata nem o Zinco.Cu2SO4.Au2(SO4)3.24H2O.
7) Enumere as principais características e aplicações dos elementos Tálio, Gálio e Índio.
	R: Tálio foi extensivamente usado no passado como veneno de ratos e formigas. Nos Estados Unidos e outros países não é mais permitido devido a questões de segurança. O sulfeto de tálio muda sua condutividade elétrica quando exposto a luz infravermelha, consequentemente é um composto útil para a fabricação de fotocélulas. Cristais de brometo e iodeto de tálio foram usados como materiais para dispositivos ópticos para infravermelho. O óxido de tálio foi usado para produzir vidros com elevados índices de refração. Usado em materiais semicondutores para retificadores de selênio. Usado em equipamentos para a detecção de radiação gama. Como líquido de alta densidade é usado como flutuador para a separação de minerais. A liga tálio-chumbo é usada em alguns tipos de fusíveis.
· O gálio, é utilizado na construção de circuitos integrados e dispositivos optoeletrônicos como diodos de laser e diodos LED. Devido ao seu intenso aspecto prateado brilhante e a capacidade de impregnar superfícies de vidro e porcelana é utilizado na construção de espelhos. Emprega-se para dopar materiais semicondutores e construir dispositivos diversos como transístores. Em termômetros de alta temperatura por seu baixo ponto de fusão, que o mantém em estado líquido, e seu alto ponto de ebulição, que lhe permite medir elevadas temperaturas. O gálio forma facilmente ligas metálicas com a maioria dos metais produzindo ligas de baixos pontos de fusão. O isótopo radioativo Ga-67 é empregado em medicina nuclear como análogo fisiológico do íon Ferro3+. Usado no tratamento de infecções de pele. Entretanto, este uso foi limitado devido a margem estreita que existe entre a sua toxicidade e o benefício terapêutico. Também é utilizado como revestimento em motores de alto rendimento de aviões. Depois da guerra foi destinado a novas aplicações: em ligas metálicas, em soldas e na indústria eletrônica.
· Na década de 1980 despertou o seu interesse no uso de fosfatos de índio semicondutores e películas delgadas de óxidos de índio e estanho para o desenvolvimento de telas de cristais líquidos ( LCD ). O índio é utilizado na fabricação de ligas metálicas de baixo ponto de fusão. Uma liga de 24% de índio com 76% de gálio é líquida à temperatura ambiente. Utilizado na produção de fotocondutores, transístores de germânio e retificadores, na formação de espelhos, tão bons como os de prata, porém mais resistentes à corrosão. Seu óxido se emprega na fabricação de painéis eletroluminosos. O isótopo radioativo In-111 é usado na medicina nuclear.
Grupo 14:
1) Explique as ligações no CO e no CO2
	R: O CO apresentaduas ligações covalentes normais e uma covalente dativa entre o carbono e o oxigênio. Nessa ligação dativa, um elemento que já completou sua camada de valência doa dois de seus elétrons para o elemento que não completou sua camada de valência. Dessa maneira, o elemento que não teve sua camada de valência completa ganha 2 elétrons e o que já está completo não perde ou ganha absolutamente nada. Por isso temos uma ligação tripla: C≡O
	O dióxido de carbono é uma substância que pertence ao grupo dos óxidos e suas moléculas são formadas a partir de ligações covalentes entre um carbono e dois átomos de oxigênio: O=C=O
2) Quais as equações das reações que ocorrem entre o CO e:
a) O2: CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g)
b) S: 2CO + S → SO2 + 2C
c) Cl2: CO + Cl2 → COCl2 
d) Ni: Ni + 4CO → Ni (CO)4 
e) Fe: 2Fe + 3CO → Fe2O3 + 3C
f) Fe2O3: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
3) Apresente justificativas que expliquem porque CO2 é um gás enquanto o SiO2 é sólido.
	R: O SiO2 tem sua estrutura formada por ligações entre átomos, que são extremamente fortes. Enquanto o CO2 faz ligações intermoleculares com suas moléculas, as ligações intermoleculares são mais fracas que as entre átomos. Além disso, a energia da ligação Si-O é mais forte que a do C-O e os compostos de Si são mais estáveis.
4) O que são Zeólitas? Como estas podem ser utilizadas no tratamento de "água dura"?
	R: A Zeólita tem estrutura bastante aberta, que permite a troca de certos íons e tem alta área superficial. Ela serve como adsorvente, catalisador e peneira molecular. Uma alternativa para o tratamento dessas águas é o uso de zeólitas, as quais são aluminossilicatos hidratados formados por estruturas cristalinas tridimensionais de tetraedros de e de, ligados entre si pelos quatro vértices de oxigênio. Nessa configuração, as cargas negativas dos tetraedros de são compensadas por cátions intersticiais e formam uma estrutura aberta, com grandes canais, por onde a água e outras moléculas podem se alojar e apresentar considerável liberdade de movimento, permitindo a troca iônica
5) Quais são os principais minérios de estanho e chumbo e como os metais podem ser obtidos?
	R: O estanho é obtido principalmente do mineral cassiterita, onde se apresenta como um óxido. É um dos metais mais antigos conhecidos, e foi usado como um dos componentes do bronze desde a antiguidade. Através da ustulação do minério de chumbo, galena, obtém-se como produto o óxido de chumbo que, num alto forno, é reduzido com a utilização de coque, fundente e óxido de ferro. O chumbo bruto obtido é separado da escória por flotação.
6) Sobre o diamante e a Grafita:
a) Desenhe as estruturas do diamante e da grafita.
	R: O grafite consiste em camadas ou folhas sobrepostas onde os átomos de carbono possuem ligações fortes no mesmo plano ou camada, mas ligações muito fracas em relação a camada acima ou abaixo.
	Os átomos de carbono em diamantes, por outro lado, têm fortes ligações em três dimensões. Em diamantes, os átomos estão muito embalados e cada átomo está conectado a outros quatro átomos de carbono, dando-lhe uma estrutura muito forte e rígida em três dimensões. No caso do grafite, apenas as ligações entre as camadas são fracas. Ou seja, quando as camadas ou folhas são “enroladas” em fibras, e essas fibras são “torcidas” em fios, a verdadeira força das ligações aparece. Para que os fios ganhem forma, eles são agrupados e mantidos no lugar por um aglutinante, como uma resina epóxi. Os compósitos feitos a partir desse método têm um dos maiores índices força-peso em relação a qualquer outro material.
b) Explique a diferença de condutividade e dureza das duas formas.
	R: Extremamente duro, devido à disposição rígida e tetraédrica de átomos de carbono.
Grafite: Suave. As camadas de átomos de carbono deslizam uma sobre as outras, pois são mantidas juntas pelas forças de atração de van der Waals.
Diamante: isolador.
Grafite: condutor.
c) Explique a diferença de densidade das duas formas.
	R: Diamante: estrutura covalente gigante, com cada carbono covalentemente ligado a outros quatro átomos de carbono em um arranjo tetraédrico para formar uma estrutura rígida.
Grafite: estrutura covalente gigante, com cada carbono covalentemente ligado a outros três átomos de carbono em um arranjo hexagonal.
7) Quais são as principais fontes de poluição ambiental por chumbo,o que pode ser feito para diminuí-las e quais os efeitos deste elemento no organismo humano?
R: Segundo fonte científica, poluentes perigosos como chumbo, benzeno, tolueno, xileno e materiais orgânicos policíclicos (cromo, cádmio) não são frequentes na atmosfera e sua ocorrência está mais relacionada à proximidade das áreas onde há processos produtivos que emitem essas substâncias. O chumbo é liberado no meio ambiente através de processos industriais, principalmente nas indústrias química, automotiva e atividades de construção e mineração. Os gases industriais com chumbo são transportados por poucos quilômetros e, ao se sedimentarem, podem contaminar ar, solo e água.
Grupo 15:
1) Com base na teoria do orbital molecular, descreva as ligações entre o N2 e o NO. Qual é a ordem de ligação em cada caso.
	R: Para responder esta questão é necessário determinar primeiro a ordem de ligação para a molécula de N2 e para a molécula de NO. Para determinar a ordem de ligação é necessário desenhar o diagrama de orbitais moleculares para as moléculas.
A ordem de ligação é encontrada através da seguinte equação O.L = nº de ligantes – nº de não-ligantes / 2; neste caso, para a molécula de N2 a O.L = 3, e para a molécula de NO, a O.L = 2,5. A ordem de ligação está diretamente relacionada com a energia da ligação, assim quanto maior a ordem de ligação maior será a energia dessa ligação. Desta maneira, a molécula de N2 possuirá a maior energia média de ligação, devido a sua elevada ordem de ligação.
2) Explique porque as moléculas de Nitrogênio apresentam fórmula N2 e as de fósforo, P4?
	R: Os átomos dos elementos nitrogênio (N) e fósforo (P) apresentam 5 elétrons em suas camadas de valência, portanto buscarão através de ligação covalente (ou molecular) alcançar o octeto (8 elétrons na última camada), estabelecendo para essa finalidade a formação de um ou mais pares de elétrons a serem compartilhados. O fato de apresentarem 5 elétrons na C.V. determina que ambos estejam localizados na mesma Família (ou Grupo) da Tabela Periódica, ou seja, Grupo 5A ou 15.
Como disse agora pouco, como N e P são ametais, farão ligações covalentes para atingir o octeto, usando as possibilidades de ligação covalente simples, covalente dupla ou covalente tripla e ainda a possibilidade de ligações covalentes dativas (ou coordenadas).
Já que possuem em comum a mesma quantidade de elétrons na camada de valência, integram a mesma Família na TP onde está então a diferença? a diferença, ou seja o que irá determinar de fato a configuração de cada molécula (a molecularidade e sua geometria espacial), associada à valência química de cada elemento (tanto o N como o P são trivalentes) é o melhor tipo de empacotamento espacial possível entre seus átomos de forma a requerer a menor energia possível, o que se traduz em maior estabilidade energética possível. É, portanto, uma explicação de natureza termodinâmica em nível microscópico.
3) Esquematize os métodos de obtenção do nitrogênio e do fósforo.
Obtenção de nitrogênio (N2):
O nitrogênio é obtido em escala industrial, liquefazendo-se o gás e realizando destilação fracionada do mesmo. O N2 tem ponto de ebulição menor que o O2, saindo antes que o O2 da coluna de destilação. Seis gases industriais são obtidos dessa maneira: N2, O2, Ne, Ar, Kr e Xe. O nitrogênio obtido dessa maneira sempre contém pequenas quantidades de oxigênio e dos gases nobres como impurezas
Eis as etapas de obtenção do N2:
1. Entrada do Ar;
2. Limpeza;
3. Compressão;
4. Resfriamento;
5. Separação dos gases;
6. Coleta do Argônio;
7. Vaporização;
8. Armazenamento em forma gasosa;
9. Armazenamento em forma líquida do Nitrogênio (tanque criogênico);
10. Bombeamento para os tanques de armazenamento).Obtenção de Fósforo (P):
O fósforo é obtido pela redução do fosfato de cálcio com C, num forno a 1.400 - 1.500 ºC. Adiciona-se areia (SiO2) à mistura para remover o cálcio como uma escória fluida (silicato de cálcio), que se separa do fósforo na forma de P4O10. A seguir o C é utilizado para reduzir P4O10 a fósforo elementar. O fósforo elementar é obtido a partir do fosfato de cálcio bruto, pela redução com carbono em forno de arco elétrico. Nas temperaturas utilizadas para essa reação o fósforo encontra-se no estado gasoso e destila, principalmente como P4 misturado com quantidades menores de P2. O fósforo branco, P4, é obtido pela condensação do gás ao passar através da água.
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → 6CaSiO3 + P4O10 
P4O10 + 10C → P4 + 10CO
4) Sobre a hidrazina e a amônia, quais suas fontes de obtenção industrial, particularidades e aplicações.
Síntese industrial da hidrazina:
A hidrazina é formada por múltiplas reações químicas onde apenas alguns poucos processos adquiriram importância comercial. Estes processos têm em comum a oxidação da amônia ou uréia a hidrazina. Os principais processos de produção da hidrazina encontram-se descritos a seguir.
Processo Rasching:
No processo de Rasching, a amônia é oxidada com a utilização de hipoclorito de sódio.
3NH3 + NaClO → NH2NH2 + NaOH + NH4Cl
O hipoclorito de sódio é obtido como uma solução 4,7 mol/L pela mistura de cloro e hidróxido de sódio em uma proporção molar de 1:2 a frio. Essa solução é diluída a 1mol/L e, então, é submetida à reação com uma solução aquosa de amônia (15 %m/m) a 0 °C, gerando como produto a cloramina e hidróxido de sódio (Esquema 7).
A cloramina, em meio alcalino, sofre uma reação posterior, a 130 °C sob pressão, com um excesso molar de 20 a 30 vezes de amônia anidra, gerando então a hidrazina. O excesso de amônia é, então, separado da mistura reacional e reciclada. A mistura azeotrópica de hidrazina e água (ponto de ebulição de 120,5 °C) é separada do cloreto de sódio e concentrada por destilação. A solução aquosa de hidrazina é finalmente concentrada por destilação. O rendimento do processo é de 70 %.
Processo via Uréia:
Esta forma de obtenção da hidrazina via ureia se dá pelo mesmo work-up do método Rasching, que envolve a reação entre o hipoclorito de sódio, gerado sob excesso de hidróxido de sódio em presença de cloro, e a ureia, que substitui a amônia (Esquema 9).
Os componentes da reação são misturados, a frio, nas proporções molares descritas acima para, e em seguida, aumenta-se a temperatura a 100 °C para a formação da hidrazina. O azeótropo formado passa por uma etapa posterior de destilação onde o produto é concentrado. 
Essa forma de obtenção da hidrazina possui um rendimento de 60 a 70 % e possui grande vantagem por não utilizar excesso de amônia e, além disso, ocorrer a pressão atmosférica.
Processo Bayer:
Dos diversos métodos sintéticos existentes que são baseados na oxidação da amônia com hipoclorito de sódio na presença de cetonas, apenas o método de Bayer se mostra eficiente para ser utilizado em escala industrial (Figura 4). 
Este processo se dá em duas etapas (Esquema 9), que são a formação e a hidrólise da acetona azina (Azeótropo N2H4).
A formação da hidrazina ocorre pela reação entre hipoclorito de sódio, amônia e acetona e se dá pela hidrólise do intermediário acetona azina.
Inicialmente há uma reação a 35 °C que se dá pela mistura de uma solução 1,5 mol/L de hipoclorito de sódio com amônia e acetona. A solução resultante consiste então em 5 a 7 % em peso de acetona azina, cloreto de sódio e excesso de amônia. Essa amônia é removida e reciclada para o reator principal. Na etapa seguinte temos a mistura azeotrópica de azina e água que é evaporada e desta forma é possível remover o cloreto de sódio. Finalmente a acetona azina é hidrolisada e, em seguida, destilada para a separação da acetona e da solução de hidrazina. A hidrazina então é concentrada até a sua composição azeotrópica de 64 % em peso. O rendimento do processo é de 80-90 % baseado na quantidade de hipoclorito utilizado.16 As etapas do processo podem ser acompanhadas na Figura 4.
Figura 4 - Esquema de produção da Hidrazina pelo processo Bayer.
Esquema 10 - Formação da Hidrazina, acetona azina.
Síntese industrial da amônia:
	A síntese da amônia é a produção da amônia a partir da combinação de gases de hidrogênio e nitrogênio. A produção industrial da amônia se faz pelo processo Haber:
O processo Haber, também chamado de processo Haber-Bosch, é um processo de fixação artificial de nitrogênio e é o principal procedimento industrial para a produção de amônia atualmente. 
É nomeado após seus inventores, os químicos alemães Fritz Haber e Carl Bosch, que o desenvolveram na primeira década do século XX.
· O processo converte nitrogênio atmosférico ((N2) em amônia (NH3) por uma reação com hidrogênio (H2) usando um catalisador de metal sob altas temperaturas e pressões:
N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)
5) Quais são os principais componentes dos fertilizantes, como são obtidos e porque são importantes para as plantas.
Os principais componentes dos fertilizantes são:
· Nitrogênio, numa forma combinada (geralmente nitratos de amônio, outros sais de amônio e ou nitratos, ou uréia). O nitrogênio é essencial para o crescimento das plantas, principalmente das folhas, já que ele é um constituinte dos aminoácidos e das proteínas, necessárias para a produção de novas células.
· Fósforo, para o crescimento das raízes, usualmente na forma de fosfato, tal como “superfosfato” ou “superfosfato triplo” pouco solúvel.
· Íons potássio, para a floração, geralmente fornecidos como K2SO4.
Esses elementos básicos geralmente estão na forma de compostos químicos que podem ser convertidos pela planta para acessar os elementos necessários. 
6) Discuta a utilização dos fosfatos na química analítica.
O fósforo pode ser encontrado em fosfatos de vários tipos, como, por exemplo, ortofosfatos, pirofosfatos, metafosfatos, polifosfatos e fosfatos orgânicos em águas naturais e em efluentes. Para fins analíticos, o fósforo é dividido, segundo sua forma, em fosfatos filtráveis, ortofosfatos, fosfatos ácidos hidrolisáveis, fosfatos orgânicos e fósforo total. Neste sentido, em química analítica, os fosfatos são utilizados para eliminar poluentes da água, como, por exemplo, o fosfato de sódio dodecahidratado (Na3PO4.12H2O).
Nos processos analíticos, deve-se converter a forma do fósforo de interesse em fosfatos solúveis e a posterior determinação colorimétrica destes, utilizando-se do espectrofotômetro UV-Vis.
A Colorimetria e a Espectrofotometria podem ser conceituadas como um procedimento analítico através do qual se determina a concentração de espécies químicas mediante a absorção de energia radiante (luz).
7) Enumere as principais características e aplicações dos elementos As, Sb e Bi.
R: Os elementos As, Sb e Bi não são muito abundantes. Sua principal fonte são os sulfetos, que ocorrem em pequenas quantidades combinados com outros minérios. São contudo bastante comuns, porque são obtidos como subprodutos da calcinação da classe dos sulfetos em altos fornos.
Há poucos usos para o As metálico; mas é empregado em ligas de chumbo, para torná-lo mais duro. Pequenas quantidades são usadas para “dopar” semicondutores e para fabricar diodos emissores de luz (LED). Geralmente, os compostos de arsênio são preparados a partir a partir do As2O3. São utilizados principalmente como rodenticida, em medicina no combate a parasitas, e para evitar o apodrecimento da madeira, devido à natureza tóxica desses compostos.
O metal antimônio é empregado em ligas de Sn e Pb. É usado também como camada protetora (obtida por eletrodeposição) sobre aços para impedir a ferrugem. Compostos de antimônio são utilizados como retardantes de chama em espuma para colchões e outros móveis.
O Bi é usado em ligas de baixo ponto de fusão, usado na confecção de tampões de baixo ponto de fusão para equipamentos automáticos contra incêndios (sprinklers). Além disso, é usado em baterias, Mancais, soldas e munição.
8) Porque o ouroe a prata não sofrem oxidação como o ferro?
O ouro não sofre oxidação como o ferro, devido a sua baixa reatividade com demais elementos, por isso, são facilmente encontrados em sua forma pura, ou seja, de forma isolada. Neste sentido, não reage com a água e o O2, responsáveis pelo fenômeno da oxidação. 
Propriedades químicas do Ouro (Au):
A prata normalmente ocorre em forma compacta como pepitas ou grãos, embora possa também ser encontrada em agregados fibrosos, dendítricos (em forma de árvore). Quando recentemente minerada ou polida, ela possui uma cor branco-prata brilhante característica e um brilho metálico. Este metal é estável em ar puro e água, mas recobre-se de uma película de sulfeto de prata quando exposto ao ozônio, gás sulfídrico ou ar com enxofre. 
Lista IV- Grupos 16, 17, 18, Metais de Transição e Compostos de Coordenação
Grupo 16:
1) Como o oxigênio é produzido em escala industrial, e quais são suas principais aplicações?
R: O mais comum consiste na destilação fracionada do ar liquefeito nos seus diversos componentes, com o N2 destilado como vapor e O2 deixado como líquido.O outro método principal de obtenção de O2 gasoso consiste em passar uma corrente de ar limpo e seco através de um leito de crivos moleculares de zeólito, que adsorvem o nitrogênio e deixam passar um fluxo de gás que é entre 90 e 93% de O2.Simultaneamente, o outro leito de zeólito saturado de nitrogénio libera este gás ao reduzir a pressão de operação da câmara e introduzir nela, no sentido inverso do fluxo, parte do oxigénio separado no leito produtor. Depois de cada ciclo completo, os leitos são intercambiados, permitindo um fornecimento constante de oxigénio. Isto é conhecido por adsorção por oscilação de pressão e utiliza-se para produzir oxigênio em pequena escala.O oxigênio também pode ser produzido através da eletrólise da água, decompondo-a em oxigénio e hidrogénio, para o qual deve ser usada uma corrente contínua; se se usasse uma corrente alternada os gases de cada extremidade consistiram em hidrogénio e oxigénio na explosiva relação de 2:1. Contrariamente à crença popular, a relação 2:1 observada na eletrólise de corrente contínua da água acidificada não demonstra que a fórmula empírica da água seja H2O, a menos que se assumam certas premissas sobre a fórmula molecular do hidrogénio e oxigénio. Um método semelhante é a evolução electrocatalítica do O2 de óxidos e oxiácidos. Também podem ser utilizados catalisadores químicos, como em geradores químicos de oxigênio ou nas velas de oxigênio usadas no equipamento de apoio em submarinos e que ainda são parte do equipamento padrão em companhias aéreas comerciais para situações de despressurização. Outra tecnologia de separação do ar consiste em forçar a dissolução do ar através de membranas de cerâmica com base em dióxido de zircónio, seja por alta pressão ou por corrente elétrica, para produzir O2 gasoso praticamente puro.Em indústrias químicas e petroquímicas, o Oxigênio é utilizado como reagente para melhorar a produtividade de inúmeros processos. Já na metalúrgica e siderúrgica é utilizado no processo de soldagem, para combustão e para o ajuste do teor em carbono em aços. A indústria cervejeira também utiliza oxigênio para estimular a fermentação do mosto.
2) Como pode ser preparado o ozônio, no laboratório? Qual é a sua estrutura e quais são suas aplicações? Há uma camada de ozônio na atmosfera superior, qual a sua importância na vida do homem.
R: O método mais conhecido é a descarga em corona, onde o ozônio é gerado através da aplicação de alta tensão entre dois eletrodos. Ambiente por onde passa oxigênio e recebe grandes descargas elétricas, como 15.000 volts ou mais e o oxigênio que passa entre os dois eletrodos é quebrado e se reagrupam formando o ozônio.Os geradores de ozônio imitam o processo da natureza. Sua importância está no fato de ser o único gás que filtra a radiação ultravioleta do tipo B (UV-B), nociva aos seres vivos.
O ozônio tem funções diferentes na atmosfera, em função da altitude em que se encontra. Na estratosfera, o ozônio é criado quando a radiação ultravioleta, de origem solar, interage com a molécula de oxigênio, quebrando-a em dois átomos de oxigênio (O). O átomo de oxigênio liberado une-se a uma molécula de oxigênio (O2), formando assim o ozônio (O3). Na região estratosférica, 90% da radiação ultravioleta do tipo B é absorvida pelo ozônio. 
Ao nível do solo, na troposfera, o ozônio perde a sua função de protetor e se transforma em um gás poluente, responsável pelo aumento da temperatura da superfície, junto com o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso. Nos seres humanos a exposição à radiação UV-B está associada aos riscos de danos à visão, ao envelhecimento precoce, à supressão do sistema imunológico e ao desenvolvimento do câncer de pele. Os animais também sofrem as consequências do aumento da radiação. Os raios ultravioletas prejudicam os estágios iniciais do desenvolvimento de peixes, camarões, caranguejos e outras formas de vida aquáticas e reduz a produtividade do fitoplâncton, base da cadeia alimentar aquática, provocando desequilíbrios ambientais. 
3) Porque o Oxigênio forma moléculas de O2 enquanto o enxofre forma moléculas S8?
R: A formação de moléculas é simplesmente uma questão energética. Muita coisa ainda não tem uma explicação bem concreta, mas o que se sabe é que tudo caminha para o estado de menor energia. Mas pode-se pensar no tamanho dos átomos, pois o átomo de oxigênio (o seu raio atômico é de 66 pm) é menor que o do enxofre (o seu raio atômico é de 104 pm). Então, se 8 átomos de oxigênio se unissem em uma única molécula, seu tamanho pequeno faria com que os elétrons e também os núcleos ficassem muito próximos, e a molécula ficaria muito instável. Como o enxofre é maior, ele consegue acomodar de forma estável a conformação de coroa, com 8 átomos.
4) Explique as diferenças nos pontos de ebulição dos hidretos formados pelos calcogênios.
R: Todos os hidretos formados pelos calcogênios, formam hidretos covalentes, ou seja, H2O (Ponto de ebulição= 100oc) , H2S (Ponto de ebulição= -60oc),H2Se (Ponto de ebulição=-42oc), H2Te (Ponto de ebulição= -2,3oc). O ponto de ebulição das moléculas de água (H2O) é inesperadamente altos devido às ligações de hidrogênio mais fortes que atuam entre as moléculas de água, isso significa que é necessário muito mais energia para ferver água líquida do que para ferver qualquer outro hidreto do Grupo 16. Muito mais energia é necessária para superar as ligações de hidrogênio mais fortes que agem entre as moléculas de água na água líquida, em comparação com a menor quantidade de energia necessária para superar as forças intermoleculares mais fracas que mantêm as outras moléculas de hidreto do Grupo 16 juntas na fase líquida. O aumento gradual nos pontos de ebulição para baixo no resto do grupo, varia à medida que a massa molecular relativa das moléculas aumenta.
5) Descreva o processo industrial de obtenção do ácido sulfúrico, suas principais aplicações e sua representação de Lewis.
R: Entre as formas de obtenção do ácido sulfúrico pela indústria, a principal utiliza três etapas:
1ª) Obtenção do dióxido de enxofre (SO2(g)):
Geralmente se utiliza a pirita ou marcassita (FeS2), que é um mineral. Ela é pulverizada, peneirada, misturada com água e colocada em um forno de ustulação, que queima seus sulfetos pela passagem contínua de ar quente, segundo a reação:
4FeS2(s) + 11O2(g) → 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)
Além da pirita, outras matérias-primas podem ser usadas para a obtenção do dióxido de enxofre, tais como o sulfeto de zinco, o sulfato de cálcio e o enxofre retirado de depósitos subterrâneos, como em crateras de vulcões.
2ª) Obtenção do trióxido de enxofre (SO3(g)):
O dióxido de enxofre obtido na etapa anterior passa por um processo de método de contato, em que é usado um catalisador sólido finamente pulverizado (geralmente a platina ou o pentóxido de divanádio), o que resulta na obtenção do trióxido de enxofre. O uso do catalisadorpara acelerar a reação é necessário porque, na temperatura de 450 ºC, o SO2 é convertido em SO3 de forma bem lenta. Se a temperatura for aumentada, ele decompõe-se e não forma o SO3.
2SO2(g) + 1O2(g) → 2SO3(g) + 22,6 kcal/mol
3ª) Produção de ácido sulfúrico pela reação entre o trióxido de enxofre e água:
1SO3(g) + 1H2O(l) → 1 H2SO4(aq) + 34,3 kcal
Assim, é possível produzir ácido sulfúrico com concentração acima de 80%.
 	O ácido sulfúrico possui amplas aplicações, sendo que uma das mais conhecidas é o seu uso como eletrólito em baterias de chumbo usadas em automóveis. Geralmente a concentração dessas soluções nas baterias é de 30%, e a medição da sua densidade mostra se a bateria precisa ser carregada ou não. Nas indústrias, o ácido sulfúrico é a substância química mais utilizada, tanto que o consumo per capita dele constitui um importante indicador do desenvolvimento técnico do país. Entre as suas aplicações, cita-se seu uso na produção de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio, na produção de papel, corantes, fibras de raiom, medicamentos, tintas, inseticidas, explosivos e outros ácidos, além de ser usado também nas indústrias petroquímicas para o refino de petróleo e como decapante de ferro e aço.
A sua representação de Lewis é:
 Grupo 17:
1) Quais as principais aplicações do Flúor e do Cl2 ?
R: O flúor é adicionado à água, usado no creme dental, usado em aplicação em clínicas ortodônticas e o cloro é usado há muito tempo com fins sanitários e é indispensável para o tratamento da água; utiliza-se cloro também na desinfecção de resíduos industriais e de piscinas. Em virtude das suas propriedades descorantes, ele é usado no branqueamento de fibras vegetais, como algodão, linho, etc.
2) Quais as principais formas de obtenção de F2 de HF e onde estes compostos podem ser aplicados?
R: … O F2 é encontrado na crosta terrestre em junção com CaF2, Ca5(PO4)3F,e a Na3AlF6. o ácido fluorídrico (solução aquosa de fluoreto de hidrogênio) é usado na gravação de vidros; a criolita é empregada na produção de alumínio; e o fluoreto de sódio é utilizado na fabricação de inseticidas contra baratas...
3) Dentre os compostos obtidos a partir dos Halogênios, na sua opinião, qual o mais importante, justifique sua resposta com suas respectivas aplicações.
R: Um dos mais importantes é o iodo por ser um elemento essencial par tireóide, pode ser usado com antisséptico na tintura de iodo, na alimentação adicionado ao sal, na indústria médica e outros.
4) Porque o Cobre reage com o HNO3 e não reage com o HCl?
R: Os metais chamados de não nobres, isto é, aqueles que aparecem na fila de reatividade dos metais à esquerda do H, reagem com substâncias de caráter ácido. Isso ocorre porque são mais reativos que o hidrogênio e, assim, desloca o hidrogênio dos ácidos, formando o cátion H+ ou H3O+.
Por exemplo, se colocarmos uma fita de magnésio metálico em uma solução de ácido clorídrico, veremos a formação de bolhas. 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)
É por isso que os ácidos não podem ser guardados em recipientes feitos desses metais mais reativos que o hidrogênio (como, por exemplo, um copo de alumínio). No entanto, os metais nobres, aqueles que estão situados à direita do hidrogênio na fila de reatividade (Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au), não reagem de maneira espontânea ao serem colocados em contato com soluções ácidas. Exemplo:
Cu + HCl → não há reação
O cobre (Cu), por exemplo, é um metal nobre, que não reage ao ser colocado em contato com o ácido clorídrico.
No caso do ácido nítrico, o cobre é um metal nobre, este não é atacado por ácidos comuns. O ácido nítrico é um agente oxidante forte, este faz com que o cobre transforme-se em óxido. Há nesta reação diluição do cobre, o cobre doará elétrons tornando assim um agente oxidante da reação.
3Cu (s) + 8HNO3 (aq) → 3Cu(NO3)2 (aq) + 2NO(g) + 4H2O(g)
Grupo 18:
1) De onde provém o hélio presente na terra e em sua atmosfera?Como o hélio é obtido em escala industrial e quais suas aplicações? qual a temperatura de ebulição deste elemento em ºC e K?
R: O hélio é o segundo elemento mais abundante do universo, atrás apenas do hidrogênio, constituindo em torno de 20% da matéria das estrelas, em cujo processo de fusão nuclear desempenha um importante papel. A abundância do hélio não pode ser explicada pela formação das estrelas. Ainda que seja consistente com o modelo do Big Bang, acredita-se que a maior parte do hélio existente se formou nos três primeiros minutos do universo. Na atmosfera terrestre existe na ordem de 5 ppm e é encontrado também como produto de desintegração em diversos minerais radioativos de urânio e tório. Além disso, está presente em algumas águas minerais, em gases vulcânicos, principalmente nos vulcões de lama e em certas acumulações comerciais de gás natural e como nos Estados Unidos, Rússia, Argélia, Qatar, Canadá e China de onde provém a maioria do hélio comercial, associado ao gás metano. Devido a sua baixa densidade, o hélio é um importante gás que conduz hidrocarbonetos no processo de migração. Áreas sismogênicas podem apresentar emanações de hélio e radônio.
Pode-se sintetizar o hélio bombardeando núcleos de lítio ou boro com prótons a alta velocidade.
2) Explique o porquê de se usar o argônio no processo Kroll de extração do titânio, no processo de soldagem e nos bulbos das lâmpadas elétricas.
R: O uso de argônio no processo Kroll de extração do titânio, no processo de soldagem e nos bulbos das lâmpadas elétricas, é como um gás de cobertura inerte para mantê-lo longe do ar. O titânio metálico é extremamente reativo, a única razão pela qual não explode espontaneamente em chamas ao entrar em contato com o ar é a fina camada de óxido que se forma. O titânio fundido não permite uma camada de óxido estável e, portanto, se oxida muito rapidamente se houver uma chance.
Outros metais têm problemas semelhantes com o oxigênio e, por isso, frequentemente serão protegidos do ar com nitrogênio ou dióxido de carbono, ambos estáveis ​​o suficiente para serem frequentemente tratados como se fossem gases inertes. O problema é que o titânio fundido também reage vigorosamente com nitrogênio e dióxido de carbono. Portanto, é necessário cobri-lo com um verdadeiro gás inerte, sendo o argônio o gás inerte mais barato em escala industrial.
3) O que são Clatratos? Qual a relação destes com os gases nobres? 
R: Clatrato são compostos de inclusão, no qual moléculas de uma substância são confinadas em cavidades formadas pela molécula hospedeira[2], originando um agregado supramolecular. A palavra clatrato tem origem no latim clathratus, significando cercado ou protegido por barras transversais de uma grade. Em tais compostos, um dos componentes possui uma estrutura cristalina contendo cavidades ou canais nos quais átomos ou moléculas de tamanho apropriado do outro componente estão presos: se a molécula for muito grande, não caberá na cavidade, se, ao contrário, for demasiado pequena, escapará da rede cristalina. A molécula presa é chamada de 'hóspede', enquanto a outra é a 'hospedeira'. Portanto, os clatratos são complexos hóspede-hospedeiro.
Ar, Kr e Xe podem formar clatratos ou hidratos de gases nobres sob congelamento com água em elevadas pressões; a estequiometria típica é de 6H2O:1 átomo nobre; O2P , SO2 , H2S, MeCN e CH3OH também formam clatratos.
4) Porque O He2 não pode existir mais o He2+ pode?
R: Tudo deve-se a ordem de ligação dos dois. Para o H2:
A ordem de ligação é = ½(2-0) = 1 • Consequentemente, o H2 tem uma ligação simples. São possíveis ordens de ligação fracionárias.
Para o He2+ , a ordem de ligação é= ½ (1-0) = ½
Como o hélio possui 2 elétrons no orbital s, que é sua camada de valência também, na estrutura do seu orbital molecular, tem um orbital ligante completo, e um orbital não ligante também completo, a molécula fica tão estável que é impossível mantê-la formada. Portanto, a molécula He2 não existe.
Outra explicação,bem mais fácil de entender, é que os átomos de He só possuem orbital s, e 1 única camada. Portanto, não é possível acomodar 4 elétrons, como seria o caso, se os dois átomos de unissem, porque o subnível s só pode acomodar 2 elétrons. Além disso, o hélio é um gás nobre, e não tem tendência a reagir. Como ele possui 1 única camada, ele fica estável com 2 elétrons. Se se unissem, ele ficaria com 4 elétrons, e não seria estável.
Metais de transição:
1) A siderurgia é muito antiga, surgiu entre 3000 e 2000 a.C., mas foi somente por volta de 1200 a.C. (época conhecida como “Idade do Ferro”) que o ferro passou a ser obtido em quantidades apreciáveis por meio de seus minérios. O processo mais empregado é o do alto-forno, que, de modo geral, obedece às seguintes etapas:
Etapa 1: O alto-forno é carregado com carvão coque, que é queimado para aquecer esse forno;
Etapa 2: Coloca-se pela parte superior do alto-forno uma mistura do minério de ferro (hematita), calcário (CaCO3) e carvão coque, que é um carvão rico em carbono. Essa mistura funciona como fundente, abaixando o ponto de fusão da hematita;
É injetada na parte inferior do alto-forno uma corrente de ar quente. Ocorre, então, a combustão incompleta do carvão coque na presença do oxigênio molecular injetado, formando-se monóxido de carbono (CO):
Etapa 3: O monóxido de carbono reage com a hematita (óxido de ferro - Fe2O3), originando óxido de ferro II (FeO) e dióxido de carbono, em duas etapas reacionais.
Etapa 4: O óxido de ferro II reage com o monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono:
Com base nas etapas supracitadas, coloque as equações abaixo na ordem correta do procedimento de obtenção. 
I - Fe2O4 + CO → 3FeO + CO2
II - FeO + CO → Fe +  CO2
III - 2 C + O2 → 2 CO
IV - 3 Fe2O3 + CO → 2 Fe2O4+ CO2
R: De acordo com as etapas, segue a ordem correta do procedimento da obtenção:
1) É injetada na parte inferior do alto-forno uma corrente de ar quente. Ocorre, então, a combustão incompleta do carvão coque na presença do oxigênio molecular injetado, formando-se monóxido de carbono (CO):
2 C + O2 → 2 CO
2) O monóxido de carbono reage com a hematita (óxido de ferro - Fe2O3), originando óxido de ferro II (FeO) e dióxido de carbono:
3Fe2O3 + CO → 2 Fe2O4+ CO2
3) O óxido de ferro II reage com o monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono:
Fe2O4 + CO → 3FeO + CO2
4) O óxido de ferro II reage com o monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono:
 FeO + CO → Fe +  CO2
2) Como você definiria um elemento de transição? Cite as propriedades associadas a esses elementos.
R: Os elementos de transição também são conhecidos como Metais de transição. O nome é apropriado, uma vez que as propriedades destes elementos são intermediárias entre os elementos metálicos, que ficam à esquerda da Tabela (metais Alcalinos e Alcalino-terrosos), e os elementos não metálicos. 
As propriedades físicas dos metais de transição podem ser classificadas em dois grupos: propriedades atômicas (por exemplo, energia de ionização, raio atômico) e propriedades de volume (por exemplo, ponto de fusão e densidade). A maioria das tendências nas propriedades de volume é menos regular do que as propriedades atômicas. As tendências nas propriedades atômicas dos metais de transição podem ser exemplificadas com o raio atômico, o raio atômico diminui e alcança um mínimo perto do grupo 8 (Fe, Co, Ni) e então aumenta para os grupos 1 e 2, essa tendência é de novo entendida em termos da carga nuclear efetiva. O aumento no tamanho dos elementos das tríades do Cu e do Zn é justificado em termos dos orbitais totalmente preenchidos, em geral, o tamanho atômico aumenta ao descermos em um grupo. Importante exceção: o Hf tem quase o mesmo raio do Zr (grupo 4B): poderíamos esperar que o Hf fosse maior do que o Zr, entre o La e o Hf completa-se o nível 4f (Lantanídeos), à medida que os orbitais 4f são preenchidos, a carga nuclear efetiva aumenta e os lantanídeos contraem regularmente, a contração dos lantanídeos equilibra o aumento de tamanho que previmos entre o Hf e o Zr. Os elementos da primeira série são menores. 
Os elementos da segunda e terceira séries são aproximadamente do mesmo tamanho. Os metais da segunda e da terceira série são muito semelhantes em termos de propriedades (por exemplo, o Hf e o Zr são sempre encontrados juntos em minérios e são muito difíceis de separar).
3) Em qual sentido na tabela periódica várias nos elementos de transição:
a) Caráter iônico: Caráter iônico à esquerda da Tabela (metais Alcalinos e Alcalino-terrosos), e os elementos não metálicos.
b) Propriedades alcalinas: Propriedades alcalinas semelhantes a dos outros metais representativos: boa condutibilidade térmica e elétrica, brilho (geralmente prateado ou dourado); e, apesar de apresentarem ampla variação de dureza e pontos de fusão/ebulição (com o tungstênio o metal mais difícil de mudar de estado físico com Pf = 3410°C e Pe = 5660°C), tendem a ser mais duros e possuírem maiores Pf e Pe do que os metais alcalinos e alcalino-terrosos, além de conseguirem formar ligações covalentes entre átomos de mesma espécie (e não apenas metálicas) pela presença de orbitais d incompletos.
c) Caráter de Nobreza: Caráter de Nobreza Os metais considerados “nobres” são aqueles que apresentam potencial de redução positivo (sendo, por tanto, não suscetíveis a oxidar), como o ouro, a prata e o paládio. Enquanto outros, como o ferro e o cobre, possuem potenciais de redução negativos (tendendo a se oxidar). E, apesar de muitos apresentarem estado de oxidação variando entre +2 e +4, o irídio e o ósmio podem apresentar NOx de até +8.
4) Porque o ouro e a prata não sofrem oxidação como o ferro?
R: O que torna prata e ouro muito mais especiais que outros elementos é que o processo de oxidação é mais lento neles do que em outros metais. No entanto, a reação das moléculas do metal com o oxigênio pode ser acelerada em caso de contato com a luz e agentes químicos. O ouro e a prata são uns dos metais mais nobres, tanto que, em condições normais, eles não reagem com o oxigênio e assim não se oxidam. Por isso, encontramos o ouro e a prata na natureza como metal, sem estar ligado a outros elementos.