Elementos Do Bloco s

7/23/2019 Elementos Do Bloco s

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Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – Campus Jequié

Departamento de Química e Exatas - DQE

Disciplina: Química nor!"nica Experimental – #urma: $%&

$ro'essora: (arl)cia Barreto

*luno: +eovane Santos Sou,a

*tividade: *ula prtica Data: &./%0/&%12

Elementos do bloco s

Jequié – Bahia3

*!osto de &%12/

4elat5rio de aula prtica apresentado 6

disciplina de Química nor!"nica Experimental

3 ministrada pela pro'essora (arl)cia Barreto3

como avalia78o parcial do semestre-&%12/



1. INTRODUÇÃO

9s elementos do loco s s8o todos metais3 excelentes condutores térmicos e

elétricos e astante reativos/ Seus elétrons de val;ncia encontram-se em um

orital s e suas principais características s8o: a< 'orma78o de ctions= < seus

5xidos e hidr5xidos s8o sicos= c< atuam unicamente como redutores= d< s8o

astante reativos/

9s metais alcalinos comp>em a primeira coluna da taela peri5dica/ Este

!rupo é 'ormado pelos elementos: ?i3 @a3 A3 43 s e Cr3 que constitui compostos

univalentes e os maiores tomos em seus respectivos períodos3 apresentam aixa

densidade3 aixa ener!ia de coes8o ao ponto de poderem ser cortados com uma

'aca3 'ormam compostos univalentes3 inicos e incolores3 seus hidr5xidos e 5xidos

s8o ases s8o muito 'ortes3 e s8o altamente reativos/

*s propriedades 'ísicas e químicas desses elementos est8o intimamente

relacionadas com a sua estrutura eletrnica e seu tamanho/ Seus elementos t;m

um elétron de val;ncia no orital mais externo – um elétron s3 que ocupa um

orital es'érico/ Este elétron encontra-se astante a'astado do n)cleo3 lo!o3 as

ener!ias necessrias para remov;-lo dos tomos n8o s8o muito !randes/ *ssim3

em suas rea7>es 'ormam íons (

/

9s metais alcalinos terrosos constituem a se!unda coluna da taela

peri5dica/ Este !rupo é 'ormado pelos elementos: Be3 (!3 a3 Sr3 Ba e 4a3 que

s8o divalentes3 com as mesmas tend;ncias nas propriedades oservadas dos

metais alcalinos3 porém de carter menos acentuado/ *ssim3 'ormam compostos

inicos incolores3 seus 5xidos e hidr5xidos s8o menos sicos que os metais

alcalinos3 s8o mais duros3 mais densos3 menores e em menos reativos do que os

alcalinos/

#odos seus elementos possuem dois elétrons s no nível eletrnico mais

externo/ Essa car!a adicional 'a, com que o n)cleo atraia mais 'ortemente os

elétrons3 consequentemente3 possui maior ener!ia de ioni,a78o que os alcalinos/

Em suas rea7>es 'ormam íons (&/

2



omo resultado de aixas ener!ias de ioni,a78o3 quando os elementos do

!rupo s8o irradiados com lu,3 a ener!ia luminosa asorvida pode ser

su'icientemente elevada para 'a,er com que o tomo perca um elétron/ Este é

denominado 'otoelétron/

9s elétrons tamém podem ser 'acilmente excitados para um nível de

ener!ia superiores3 por exemplo3 no teste de chama/ @o caso dos metais do

+rupo 13 a ener!ia é emitida na 'orma de lu, visível3 provocando o aparecimento

de cores características na chama/

9 'enmeno de dissolu78o de sais em !ua é conhecido por hidr5lise/ *

hidr5lise de um sal é a rea78o entre seu ction ou seu "nion ou3 de amos com as

moléculas da !ua/ *o depender da nature,a do sal3 sua dissolu78o em !ua

pode !erar solu7>es cidas3 neutras3 ou alcalinas/

2. OBJETIVOS

omparar a reatividade de al!uns metais dos !rupos 1 e & 'rente 6

!ua e o ar/

denti'icar elementos dos !rupos 1 e & através dos testes de chama e

'orma78o de precipitados/

Feri'icar o comportamento dos sais destes elementos 'rente !ua/

3. MATERIAIS UTII!ADOS

#uos de ensaio

Béquer

Esptula

$;ra

Fidro de rel5!io

Cio de platina

$apel indicador de pG

Bico de Bunsen

aixa de '5s'oros

$in7a

3



3.1 SOUÇ"ES E REA#ENTES

S5dio metlico

loreto de clcio

Solu78o de 'enol'taleína a %31 H Imv< alco5lica/

Cita de ma!nésio/

Solu78o de cido clorídrico I@a9G< %31 mollitro

Solu78o de cloreto de potssio %3%1 mollitro

Solu7ao alco5lica de tetra'enilorato de s5dio a %31 H Imv<

Solu78o de cloreto de lítio Solu78o de cloreto de s5dio a %31H Imv<

Solu78o de caronato de rio %31H Imv<

Solu78o de caronato de estrncio %31H Imv<

@itrato de ma!nésio

@itrato de s5dio

Sul'eto de s5dio

loreto de potssio

aronato de potssio

$. %RO&EDIMENTO E'%ERIMENTA(

ATENÇÃO

&)*d+dos es,ec*+*s +o )s+- sd*o met/l*co(

*/ @8o tocar com as m8os/ Use sempre uma pin7a/

B/ S5dio rea!e 'ortemente com !ua/ $e7a orienta78o aopro'essor/

$.1 %-o,-*ed+des -ed)to-+s dos met+*s

4



2/1/1< $e!ou-se com uma pin7a um pequeno peda7o de s5dio metlico que

se encontra imerso em querosene/ olocou-se sore uma 'olha de papel 'iltro e

'e,-se um corte com a esptula/ 9servou-se a apar;ncia da super'ície recém-

cortada e o que aconteceu em se!uida/

2/1/&< colocou-se !ua destilada em um équer e & a K !otas de solu78o de

'enol'taleína a %31 H Imv< alco5lica/ ortou-se um peda7o de s5dio do tamanho

aproximado da cae7a de um palito de '5s'oro/ 9teu-se um vidro de rel5!io limpo

e seco/ olocou-se o pequeno peda7o de s5dio no équer e3 imediatamente3

coriu-se o vidro de rel5!io/ 9servou-se/

2/1/K< ?ixou-se um peda7o de ma!nésio para retirar a camada que a prote!e/9servou-se a apar;ncia3 esperou-se al!uns se!undos e veri'icou-se se houve

modi'ica78o/ Em um tuo de ensaio contendo !ua destilada e !otas de solu78o

de 'enol'taleína a %31 H Imv< alco5lica e colocou-se a 'ita de ma!nésio lixada/

9servou-se/

2/1/2< olocou-se3 em um tuo de ensaio3 um pouco de solu78o de cido

clorídrico %31 mollitro e adicionou-se um peda7o de 'ita de ma!nésio/ 9servou-

se/

2/1/.< ?ixou-se um peda7o de 'ita de ma!nésio para retirar a camada

preta que o prote!e/ Se!urou-se com uma pin7a e aqueceu-se 6 chama de um

ico de Bunsen3 até que oservou-se al!uma trans'orma78o/ 4ecolheu-se o

produto desta rea78o em um tuo de ensaio contendo !ua destilada e !otas de

solu78o de 'enol'taleína a %31 H Imv< alco5lica/ 9servou-se/

$.2 Ident*0*c+o de +l)ns elementos do bloco s.

2/&/1< denti'ica78o através do teste de chamas/

(anipulou-se em capela/ ?impou-se um 'io de platina3 aquecendo-o até a

incandesc;ncia na parte mais quente da chama e3 em se!uida3 introdu,iu-o em

Gl concentrado/ 4epetiu-se esta opera78o/ (er!ulhou-se o 'io de platina limpo

5



na solu78o a ser testada e em se!uida aqueceu-se na chama/ *notou-se a

colora78o da chama/ aso n8o houvesse convic78o da colora78o oservada3

repetiria o processo/ #estou-se cada uma das solu7>es a 1H Imv<: cloreto de

potssio3 cloreto de s5dio3 cloreto de clcio/ loreto de lítio3 caronato de

estrncio e caronato de rio/

$.3 4*d-l*se de s+*s.

2/K/1< Em um tuo de ensaio3 colocou-se cristais do sal a ser testado e

adicionou-se a!ua destilada/ #estou-se o pG da solu78o/ Sais que 'oram testados:

nitrato de ma!nésio= cloreto de clcio= cloreto de s5dio e outros indicados pelo

pro'essor/

5. RESUTADOS E DIS&USSÃO

$.1.1 *o cortar-se com uma esptula um peda7o de s5dio metlico

que estava imerso em querosene3 oservou-se que o local recém-cortado

apresentou um rilho3 que é característico dos metais/ *p5s al!uns se!undos3

notou-se que houve mudan7a no aspecto da parte recém-cortada3 pois o rilho

diminuiu/

* diminui78o da intensidade do rilho na parte recém-cortada deve-se a alta

reatividade do s5dio3 assim como os demais elementos do mesmo !rupo na

#aela $eri5dica/

* rea78o ocorrida durante a exposi78o do s5dio metlico ao ar em excesso

ocorre em duas etapas e se encontra lo!o aaixo:

2Na(s) + 1/2O2(g) → Na2 O(s)

Na2 O(s) + 1/2O2(g) → Na2 O2(s)

6



@a primeira etapa3 a rea78o !era 5xido de s5dio3 e posteriormente per5xido

de s5dio/

9 s5dio apresenta apenas um elétron em sua camada de val;ncia/ Devido 6

dist"ncia da mesma em rela78o ao n)cleo atmico e o e'eito de linda!em3 a

car!a nuclear e'etiva que che!a a camada externa é aixa/ * alta reatividade do

s5dio em presen7a de ar é explicada pelo 'ato do s5dio se estaili,ar ao perder

um elétron3 pois adquire con'i!ura78o eletrnica de !s nore3 tendo seu orital de

val;ncia completamente preenchido/

9 s5dio é um metal alcalino muito reativo e 'acilmente oxidvel3 constituindo

assim3 um 'orte a!ente redutor/

$.1.2 nicialmente a mistura 'ormada por !ua destilada e tr;s !otas de

'enol'taleína a %31 H Imv< n8o apresentava colora78o/ *o adicionar o peda7o de

s5dio metlico 6 mistura3 notou-se que o mesmo 'lutuava sore a !ua/ Gouve

uma rea78o rpida3 com e'ervesc;ncia/ *p5s al!uns se!undos o pequeno peda7o

de s5dio 'oi totalmente consumido e a solu78o tornou-se r5sea/

* rea78o do s5dio com !ua é representada aaixo:

Reação global: 2Na(s) +2 H 2 O(l) → 2 NaOH ( aq) + H 2(g)

Oxid.: 2Na (s)

→ 2Na+(aq) + 2e!

Red.: 2H 2 O(l) + 2e! → H 2

(g) + 2OH !(aq)

2Na (s) + 2H 2 O(l) → 2Na+

(aq) + 2OH !(aq) +H 2

(g)

$or ser altamente reativo3 quando o s5dio entrou em contato com a !ua

iniciou-se uma rpida rea78o de carter extremamente exotérmico/ 9 s5dio3 que é

um 'orte a!ente redutor3 redu,iu o hidro!;nio da !ua a hidro!;nio atmico3 que

por ser muito instvel3 uniu-se a outro tomo de hidro!;nio3 !erando o !s

hidro!;nio3 e 'oi oxidado a íons @a que partiram para a solu78o 'ormando

hidr5xido de s5dio/ 9 @a9G3 por ter um acentuado carter sico Ide pG 1&3L<

7



quando em contato com o indicador cido-ase 'enol'taleína3 'a, com que a

solu78o assuma colora78o rosa/

9 s5dio 'lutuou sore a !ua3 pois é um metal que apresenta aixa

densidade I%3LM!cm-K<3 visto que seu tamanho Iraio atmico< é relativamente

!rande3 devido 6 aixa car!a nuclear e'etiva/

$or ser um metal malevel e lierar muita ener!ia quando em contato com a

!ua3 o s5dio adquire uma super'ície es'érica3 que aumenta sua super'ície de

contato com a !ua3 este se move vi!orosamente sore a mesma/

$.1.3 *o lixar-se um peda7o da 'ita de ma!nésio3 notou-se que o metal

apresenta um rilho intenso/ *p5s al!uns se!undos de oserva78o3 veri'icou-se

que houve modi'ica78o na cor da super'ície lixada3 pois houve 'orma78o de uma

camada escura sore a 'ita/ Quando colocou-se a 'ita de ma!nésio lixada na

solu78o de !ua destilada com !otas de solu78o de 'enol'taleína a %31 H Imv<3

notou-se a 'orma78o lenta de pequenas olhas e uma mudan7a na colora78o da

solu78o3 tornando-se r5sea/

* rea78o ocorrida é representada aaixo:

"g (s) + 2 H 2 O(l) → "g(OH)2(aq) + H 2(g)

#emi!$eação de oxidação "g (s) → "g 2+

(aq) +2e!

#emi!$eação de $edução 2H 2 O(l) + 2e! → 2OH !(aq) + H 2(g)

@a rea78o com a !ua3 o ma!nésio por apresentar om potencial redutor3

redu,iu o hidro!;nio da !ua3 !erando hidro!;nio atmico3 que por ser muito

instvel uniu-se a outro tomo de hidro!;nio3 !erando assim o !s hidro!;nio e 'oioxidado a (!& 'ormando o hidr5xido de ma!nésio na super'ície do metal3 onde a

concentra78o de seus íons era maior/ 9 hidr5xido de ma!nésio por possuir

característica alcalina IpGN 1%<3 deixou a super'ície do metal com li!eira colora78o

rosa ao entrar em contato com o indicador 'enol'taleína/ /

8



* liera78o de !s hidro!;nio e a colora78o do produto 'oram menos

intensas que na correspondente rea78o do s5dio3 pois3 os metais alcalinos

terrosos s8o menos reativos e 'ormam hidr5xidos menos sicos que os

elementos dos metais alcalinos3 em consequ;ncia da di'eren7a entre suas

con'i!ura7>es eletrnicas Ios metais alcalinos terrosos possuem dois elétrons s no

nível mais externo3 consequentemente menor raio e maior ener!ia de ioni,a78o

que os metais alcalinos</

$.1.$ *p5s a adi78o da 'ita de ma!nésio no tuo de ensaio contendo solu78o

de cido clorídrico3 oservou-se uma rpida rea78o e'ervescente3 e

consequentemente a 'orma78o de !s/ * rea78o 'oi 'ortemente exotérmica/

* rea78o é representada aaixo:

"g (s) + 2HCl (aq) → "gCl 2(aq) + H 2(g)

#emi!$eação de oxidação "g (s) → "g 2+

(aq) +2e! %&' +2*

#emi!$eação de $edução 2H + (aq) + 2e! → H 2 (g) %&' !

"g (s) + 2H +(aq) → "g 2+(aq) + H 2 (g) , %&' +2*

@a rea78o acima3 o (! Is< so'reu oxida78o3 perdendo & elétrons e passando a

ter nox &/ 9s íons G do cido clorídrico 'oram redu,idos a G%3 que por serem

altamente instveis em sua 'orma atmica rapidamente se uniram a outros tomos

de hidro!;nio3 !erando !s hidro!;nio/

*nalisando-se a varia78o de potencial elétrico para a rea78o3 pode-se a'irmar

que a rea78o é espont"nea3 pois quando o valor da 'em é positivo3 a ener!ia livre

adquire um valor ne!ativo que indica espontaneidade da rea78o/ 9 clculo da

ener!ia livre se encontra aaixo:

9



O+P -nCEP

O+P -I&< ILR/.%% Jv/mol<I 13.2 F<

O+P -&LM/&&% Jmol

#rans'ormando de J para J:

-&LM/&&%1%%% O+P -&LM3&& Jmol

$.1.5 ?ixou-se um peda7o de 'ita de ma!nésio para retirar a camada

que o prote!ia/ *o queimar a 'ita de ma!nésio na chama do ico de Bunsen3

houve a emiss8o de uma intensa lu, ranca e uma !rande liera78o de calor/

Cormou-se um s5lido ranco e queradi7o/ *p5s a adi78o do s5lido ranco na

solu78o de !ua e 'enol'taleína3 a mesma apresentou colora78o rosa/

* rea78o ocorrida durante o aquecimento 'ita de ma!nésio é descrita

pela equa78o química aaixo:

2"g (s) + O2(g) 2"gO(s)

@essa rea78o exotérmica3 o ma!nésio so'reu comust8o ao rea!ir com o

oxi!;nio3 'ormando 5xido de ma!nésio/ Quando o ma!nésio é exposto 6 chama3 a

sua ener!ia aumenta3 em consequ;ncia disto um ou mais elétrons locali,ados na

camada val;ncia do tomo de ma!nésio passam para uma camada mais

ener!ética3 a isto se chama estado de excita78o do elétron/ 9 estado de excita78o

do elétron é instvel3 lo!o o elétron retorna para camada de val;ncia3 lierando

ener!ia em 'orma de '5tons3 que neste caso est8o compreendidos na re!i8o do

espectro visível/

* cor rosa do produto em solu78o aquosa com o indicador cidoase

'enol'taleína é resultante do carter sico do hidr5xido de ma!nésio3 que 'oi

'ormado na rea78o do 5xido de ma!nésio Iadvindo da comust8o< com a !ua/ /

$.2 Ident*0*c+o de +l)ns elementos do bloco s

10



$.2.2 *p5s reali,ar o procedimento de limpe,a do 'io de platina em Gl

concentrado3 o teste de chamas 'oi reali,ado/ 9s resultados encontrados est8o na

taela aaixo:

#aela %1:

Solu7>es

testadas

or otida or esperada omprimento

de onda em nm

loreto de

potssio

violeta violeta MRR3.

loreto de

S5dio

laranTa amarelo .0L3&

loreto de

clcio

Fermelho

tiTolo

Fermelho

tiTolo

620–740

loreto de

lítio

Fermelho

carmim

Fermelho

carmim

RM%30

aronato de

estrncio

a,ul 4osa

ma!enta

R&. –680

aronato de

rio

verde verde 500–570

9s elétrons dos elementos do loco s possuem aixa ener!ia de ioni,a78o3

sto por que s8o metais de !rande raio atmico e com e'eito de linda!em

relevante/ Devido a isso3 eles t;m pouca car!a nuclear e'etiva a!indo sore os

elétrons de sua camada mais externa3 lo!o3 podem ser 'acilmente excitados para

um nível de ener!ia superior no teste da chama/

* ener!ia do calor da chama excitou um elétron para um nível de ener!ia

mais alto3 quando o elétron retornou ao nível de ener!ético inicial3 ele lierou a

ener!ia asorvida na 'orma de lu,/ $ara os metais alcalinos e alcalinos terrosos a

ener!ia emitida nas transi7>es eletrnicas corresponde ao comprimento de onda

na re!i8o do visível3 e como cada elemento liera essa radia78o em um

comprimento de onda especí'ico Irelativo 6 di'eren7a de ener!ia entre os níveis

eletrnicos< o aparecimento de cores características na chama possiilita a

determina78o dos mesmos/

11



*l!umas cores oservadas di'eriram das correspondentes da literatura

I#aela %1<3 possivelmente por causa da contamina78o do 'io de platina por

analitos anteriores3 e tamém existe a possiilidade de a contamina78o est no

cido clorídrico utili,ado/

$.3 4*d-l*se de s+*s.

$.3.1 $ara os di'erentes sais testados em solu78o aquosa3 utili,ando-se o

papel tornassol3 'oram encontrados os se!uintes valores de pG:

Sal testado Falor de pG

encontrado

@itrato de

ma!nésio

.

loreto de

clcio

.

loreto de

s5dio

R

Era previsto que para hidr5lise do nitrato de ma!nésio3 a solu78o resultante

'osse cida/ $or ser um sal de um cido 'orte Icido nítrico3 G@9K< e uma ase

'raca Ihidr5xido de ma!nésio3 (!I9G<&<3 s5 o ction do sal se hidrolisa3 ocorre

liera78o de íon G 3 lo!o3 pGM/ 9 resultado otido com o experimento ocorreu

se!undo o que era previsto3 otendo-se uma solu78o com pG ./

* rea78o entre o nitrato de ma!nésio e a !ua est descrita aaixo:

"g(NO )2(s) + 2H 2 O(l) → "g(OH)2(s) + 2NO!(aq) + 2H +(aq)

@o cloreto de clcio3 era esperado que solu78o 'osse li!eiramente cida3 pois

este sal é oriundo de um cido 'orte Icido clorídrico3 Gl< e de uma ase

moderadamente 'orte Ihidr5xido de clcio3 aI9G<&<3 a hidr5lise do ction

prepondera a do "nion 3 pGM/ 9 resultado otido com o experimento ocorreu

se!undo o que era previsto3 otendo-se uma solu78o com pG tamém i!ual a ./

* rea78o entre o cloreto de clcio e a !ua est descrita aaixo:

12



CaCl 2(s) + 2H 2 O(l) → Ca2+(aq) + 2Cl !(aq) + 2H 2 O(l)

9 resultado esperado para a o cloreto de s5dio é que n8o ocorra hidr5lise3

pois amos os íons !erados na solu78o se dissociam 'ortemente em !ua3 T que

s8o provenientes de um cido 'orte Iacido clorídrico3 Gl< e uma ase 'orte

Ihidr5xido de s5dio3 @a9G< / Espera-se solu78o resultante é neutra IpGM</ 9

resultado otido com o experimento 'oi pr5ximo do que era previsto3 sendo

encontrado um pG i!ual a R/

* rea78o entre o cloreto de s5dio e a !ua est descrita aaixo:

NaCl (s) + H 2 O(l) → Na+(aq) + Cl !(aq) + H 2 O(l)

*l!uns resultados encontrados di'eriram dos esperados3 devido ao 'ato do

papel de tornassol utili,ado para medir o pG da solu78o n8o ser um método muito

preciso/ *lém disso3 n8o 'oi medido o pG da !ua usada nos testes3 podendo esta3

estar levemente cida ou sica/ $ara valores mais concisos recomenda-se o uso

do pGmetro/

6. &ON&US"ES

* partir dos experimentos e'etuados3 'oi possível analisar a reatividade dos

metais do +rupo 1 e &3 elementos do loco s3 'rente 6 !ua e o ar/ #amém 'oi

possível evidenciar e identi'icar al!uns elementos através do teste de chama3oservando as cores emitidas por cada elemento/ Coi not5rio tamém o carter

cidosico dos sais de metais/

7. RE8ER9N&IAS BIBIO#R:8I&AS

?EE/J/D ;)<m*c+ *no-=n*c+ no to conc*s+3 ./ ed/ 4io de Janeiro:

Ed!ard BlVcher3 &%%0.

4USSE?3 B3 J9G@ ;)<m*c+ e-+l3 vol/ &3 &W Edi78o3 - S8o $aulo: (aron-oos3 1LL2/

13

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