Relatório - Prática II

Relatório - Prática II

(Parte 1 de 2)

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA

DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS

COLEGIADO DO CURSO DE QUÍMICA

ANSELMO COSTA

CLAUDIO MARQUES

MAURÍCIO NEVES

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

PRÁTICA II

METAIS ALCALINOS-TERROSOS

ITAPETINGA – BAHIA

16/SETEMBRO/2010

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA

DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS

COLEGIADO DO CURSO DE QUÍMICA

ANSELMO COSTA

CLAUDIO MARQUES

MAURÍCIO NEVES

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

PRÁTICA II

METAIS ALCALINOS-TERROSOS

Relatório de aula prática apresentado ao Prof. Dr.: Jaime de Souza Júnior como avaliação parcial da disciplina de Química Inorgânica.

ITAPETINGA – BAHIA

16/SETEMBRO/2010

ÍNDICE

OBJETIVOS DA PRÁTICA

O objetivo deste relatório é observar a reatividade do elemento Magnésio (Mg) e do Carbonato de Cálcio (CaCo3) com a elevação da temperatura e a posterior reação com H2O.

A partir das reações realizadas, a análise do produto formado e a forma como tal elemento reagiu, podemos concluir algumas de suas propriedades características e a reatividade do mesmo.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

METAIS ALCALINOS TERROSOS (GRUPO II)

Os metais alcalino-terrosos representam o grupo II da tabela periódica. Esse grupo representa o berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). O termo “terrosos” no nome do grupo é da época da alquimia, onde os alquimistas medievais, chamavam as substâncias que não se fundiam e não sofriam transformações com o calor (com os meios de aquecimento da época), de “terrosos”. Esses elementos são metais e apresentam uma alta reatividade para ocorrerem livres na natureza.

Os elementos do Grupo 2 apresentam as mesmas tendências nas propriedades que foram observadas no Grupo 1. Contudo, o berílio é uma exceção, diferindo muito mais em relação aos demais elementos do grupo que o lítio no caso dos elementos do grupo 1. Todos os compostos de berílio e bário são muito tóxicos.

Esses elementos formam uma série bem comportada de metais altamente reativos, mas menos reativos que os metais do grupo 1. Geralmente, são bivalentes e formam compostos iônicos incolores. Os óxidos e hidróxidos são menos básicos que os dos elementos do Grupo 1: portanto seus oxossais (carbonatos, sulfatos, nitratos) são mais susceptíveis ao calor. O magnésio é um importante metal estrutural, sendo usado em grandes quantidades (303.000 toneladas em 1993). Os íons Mg2+ e Ca2+ são elementos essenciais ao ser humano; e Mg2+ é um importante constituinte da clorofila.

ESTRUTURA ELETRÔNICA

Todos os elementos do Grupo 2 possuem dois elétrons s no nível eletrônico mais externo.

Ignorando os níveis internos preenchidos, as suas estruturas eletrônicas podem ser representadas como 2s2, 3s2, 4s2, 5s2, 6s2, 7s2.

Elemento

Configuração Eletrônica

Berílio (Be)

1s2 2s2

ou [He] 2s2

Magnésio (Mg)

1s2 2s2 2p6 3s2

ou [Ne] 3s2

Cálcio (Ca)

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

ou [Ar] 4s2

Estrôncio (Sr)

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

ou [Kr] 5s2

Bário (Ba)

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s2

ou [Xe] 6s2

Rádio (Ra)

[Rn] 7s2

Tabela 1 - Configuração Eletrônica dos Metais Alcalinos

ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS, DUREZA E ENERGIA DE COESÃO

Com exceção do berílio, os elementos desse grupo são todos metais típicos. Eles são bons condutores de calor e eletricidade, porém são metais mais duros, mais densos e se fundem a temperaturas mais altas do que os metais alcalinos.

Evidentemente, o elétron adicional de valência por átomo torna a ligação metálica mais forte e os retículos cristalinos desses metais tornam-se mais rígidos do que os dos metais alcalinos. O berílio e o magnésio possuem retículo hexagonal de empacotamento denso; o cálcio e o estrôncio formam estruturas cúbicas de faces centradas, à temperatura ambiente; e o bário se cristaliza numa estrutura cúbica de corpo centrado. Todos esses elementos apresentam brilho metálico, embora o berílio tenha cor cinza escuro.

PROPRIEDADES QUÍMICAS

Reação dos elementos

Os metais alcalino-terrosos quase sempre reagem formando compostos nos quais o metal apresenta o estado de oxidação +2, como por exemplo, o óxido de cálcio – CaO. Embora o berílio mostre uma tendência de formar ligações covalentes, nos membros desse grupo dão tipicamente íons 2+, tanto em compostos sólidos como em solução aquosa.

Os metais alcalino-terrosos são agentes redutores poderosos. De fato, com exceção do berílio e magnésio, esses elementos são agentes redutores tão bons quanto os metais alcalinos. Isto pode parecer surpreendente em vista da alta segunda energia de ionização dos átomos dos metais alcalino-terrosos. O efeito estabilizante da energia de hidratação elevada dos íons 2+ quase compensa esse fato; entretanto, os potenciais de redução padrão do Ca, Sr e Ba são praticamente os mesmos correspondentes do grupo I da tabela periódica.

Os valores menores para os elementos são mais leves do grupo II, Be e Mg, são consequência das suas energias de ionização.

Reação com água

Com exceção do berílio, os metais alcalino-terrosos (M) reagem com água formando hidrogênio:

Mg + 2H2O → M2+ + H2 + H2O

Entretanto, a reação com magnésio é muito lenta, devido ao fato de que esse elemento forma rapidamente uma camada fina, protetora de MgO, que efetivamente dificulta a reação com muitas substâncias, especialmente à temperatura ambiente.

MAGNÉSIO

O magnésio é um elemento químico de símboloMg de número atômico 12 (12 prótons e 12 elétrons) com massa atómica 24 u. É um metalalcalino-terroso, pertencente ao grupo (ou família) 2 (anteriormente chamada 2A), sólido nas condições ambientais.

É o sexto elemento em abundância, constituindo cerca de 2,76% da crosta terrestre, e o terceiro mais abundante dissolvido na água de mar.

É empregado principalmente como elemento de liga com o alumínio. Outros usos incluem flashes fotográficos, pirotecnia e bombas incendiárias.

O magnésio foi descoberto em 1755 pelo escocês Joseph Black.

Características principais

O magnésio é um metal bastante resistente e leve, aproximadamente 30% menos denso que o alumínio. Possui coloração prateada, perdendo seu brilho quando exposto ao ar, por formar óxido de magnésio. Quando pulverizado e exposto ao ar se inflama produzindo uma chama branca. Reage com a água somente se esta estiver em ebulição, formando hidróxido de magnésio e liberando hidrogênio.

Aplicações

Os compostos de magnésio, principalmente seu óxido, são usados como material refratário em fornos para a produção de ferro e aço, metais não ferrosos, cristais e cimento. Assim como na agricultura, indústrias químicas e de construção. O uso principal do metal é como elemento de liga com o alumínio , empregando-a para a produção de recipientes de bebidas, componentes de automóveis como aros de roda e maquinárias diversas. O magnésio também é usado para eliminar o enxofre do aço e ferro.

Outros usos:

O Mg também é encontrado em alimentos como vegetais e cereais. Recentes pesquisas indicam o Magnésio como responsável por retardar o envelhecimento celular, além de ser responsável por inúmeras funções metabólicas intracelulares.

CARBONATO DE CÁLCIO

É uma substância química de fórmula CaCO3. É o principal componente de casas como os calcários. Tem características alcalinas (ou seja, é um sal com características básicas que aumenta pH de uma solução aquosa), e é resultado da reação do óxido de cálcio ( cal virgem ) com dióxido de carbono.

CaO + CO2CaCO3

Quando em solução aquosa sofre uma hidrólise salina, produzindo uma base forte.

CaCO3 + H2OCO2 + Ca(OH)2

Esta característica básica é utilizada para reduzir a acidez do solo para a agricultura.

Na natureza os minerais de carbonato de cálcio são encontrados sob duas formas cristalinas:

Aragonita: Quando seus cristais apresentam a forma ortorrômbica.

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