Por que os metais alcalinos são encontrados na forma combinada na crosta terrestre?

Os metais alcalinos, que fazem parte do grupo 1 da família periódica, são os mais

violentamente reativos. Isso se dá, por uma grande capacidade de oxidação. Por esse motivo

eles não são encontrados na natureza, no estado livre.

Compare as configurações eletrônicas dos alcalinos com as de outros elementos dos respectivos períodos e explique por que eles formam cátions monovalentes.

Todos os alcalinos possuem apenas 1 elétron na sua camada de valência (genericamente,

ns¹), tendo, portanto, a tendência de perder esse elétron e formar cátions monovalentes, isto é,

com a carga +1. Visto que eles possuem apenas um elétron na camada de valência, sua

energia de ionização* é baixa, e é fácil haver a perda desse elétron. Esse fato explica sua alta

reatividade, principalmente com os halogênios (elementos do grupo 17), que recebem 1 elétron

para ficarem estáveis.

Qual é a forma elementar dos alcalinos?

Devido à alta reatividade, na natureza não se encontra os elementos pertencentes ao grupo

dos metais alcalinos na forma elementar, sendo esses encontrados na forma de cloreto, nitrato,

sulfatos e outros sais. A forma de se obter os metais do grupo 1 na sua forma elementar se dá

mediante processos que requer uma grande quantidade de energia, na maioria dos casos

através de eletrólise.

Usando valores de potencial de redução, após consultar uma tabela de potenciais de redução, discuta se os metais alcalinos reduzem a água.

Os metais alcalinos têm como característica o alto valor no potencial de redução. De acordo

com a tabela de potenciais de redução possuem o valor menor que o da água, o que garante a

eles a capacidade de reduzir a água.

Faça uma previsão dos produtos que poderão se formar quando os metais alcalinos reagem com a água.

Curso: Licenciatura em Química

Disciplina: Química Inorgânica Experimental II - QUI 401

Discentes: Eligiane R. de Souza e Kellvin Jordan N. da Silva

Prof. André Rosa Martins

Os metais alcalinos reagem com água para formar MOH e gás hidrogênio:

2M(s) + 2H2O(l) → 2MOH(aq) + H2(g)

Metal alcalino + água → hidróxido do metal+ gás hidrogênio.

Todos os metais alcalinos apresentam esta mesma reatividade produzindo reações

enérgicas com água.

Os metais alcalinos são armazenados em querosene. Por que eles não podem ficar expostos ao ar ou serem armazenados em água que é um solvente mais barato?

Os metais alcalinos são altamente reativos e por se oxidarem mais facilmente, quando

exposto ao ar reage prontamente com o oxigênio, e ao estar em contato com a água reage de

maneira violenta, pois o metal funde imediatamente e desliza sobre a superfície da água, sendo

rapidamente consumido, sendo essa uma reação exotérmica.

Com base nas informações dadas sobre a fenolftaleína, discuta os fatos observados nos EXPERIMENTOS 1 e 2 e escreva equações químicas que representem as reações dos metais alcalinos com a água.

Ao adicionar a fenolftaleína à água, observa-se que a solução permanece incolor, o que

significa que apresentar um caráter não alcalino. Ao se adicionar o sódio e o lítio ao composto,

além da violenta reação que se processa, é possível observar que há a formação de compostos

com caráter básico, fato comprovado pela mudança na coloração dos compostos (cor rósea).

Abaixo as reações químicas que representam as reações dos metais alcalinos com a água:

2 Li(s) + 2 H2O(l)   2 LiOH(aq) + H2(g)2 Na(s) + 2 H2O(l)   2 NaOH(aq) + H2(g)

2 K(s) + 2 H2O(l)   2 KOH(aq) + H2(g)2 Rb(s) + 2 H2O(l)   2 RbOH(aq) + H2(g)2 Cs(s) + 2 H2O(l)   2 CsOH(aq) + H2(g)

Utilizando o ciclo termodinâmico, descreva as etapas envolvidas na oxidação dos metais alcalinos.

Por que a identificação dos metais alcalinos é importante para o bioquímico?

Os metais alcalinos ocorrem largamente na litosfera e na hidrosfera, sempre combinados e

no estado de oxidação monopositivo. Diferentemente da química inorgânica tradicional, onde

tratamos o íon sódio e o íon potássio como similares, o mundo biológico discrimina ambos de

forma precisa. As células do nosso organismo bombeiam o sódio para fora do citoplasma (o

protoplasma da célula, excluído o núcleo) e bombeiam o potássio para dentro, através de

enzimas seletivas que contém "cavidades" onde cabem ou o pequeno sódio, ou o grande

potássio. Além do tamanho do íon, essas enzimas específicas reconhecem a quantidade de

energia necessária para hidratar o íon, pois que, com suas águas de hidratação, o íon não cabe

na cavidade específica. Nesse caso é o sódio que sai perdendo, pois é mais difícil retirar suas

águas de hidratação, de formas a que a ligação do potássio com sua enzima específica é

sempre favorecida em termos energéticos.

Os cátions Na+ e K+ apresentam um conteúdo de 0,08% e 0,23%, respectivamente, no

organismo humano, em massa total. Estes cátions desempenham várias funções biológicas

importantes, tais como: a manutenção da pressão osmótica das células, o bom funcionamento

do coração, etc.

Relacione, com base no espectro eletromagnético, o comprimento de onda que corresponde à cor observada na chama dos diferentes metais.

ELEMENTO CORCOMPRIMENTO DE ONDA

(nm)

Li Vermelho-carmin 670,8 - 610,3

Na Amarelo 589,2 - 330 - 285

K Violeta 404,4 - 766,5

Rb Violeta-vermelho 780,0

Cs Azul 455,5

11. O que você pode concluir sobre o comportamento dos íons alcalinos em água? Justifique sua resposta.

Os metais alcalinos formam compostos predominantemente iônicos nos quais eles são os

íons positivos. Os óxidos desses elementos reagem com a água e essas reações ocorrem entre

a água e o íon óxido. Reações nas quais a água é também um reagente são denominadas

hidrólise. Se o cátion reage, forma-se o íon H3O+, se o ânion, forma-se o íon OH. Esse fato pode

ser detectado através da medida do pH da mistura.

12. Por que pessoas com pressão alta devem evitar o uso de medicamentos à base de compostos de sódio?

O grau de hidratação de um íon está relacionado com a sua relação carga/raio: quanto maior

esta relação, mais hidratado estará o íon. O cátion Na+ apresenta maior tendência a reter água

(hidratação) do que o K+, por isso ele é um dos responsáveis pelo aumento da pressão arterial.

Discuta por que crianças desidratadas devem ingerir solução salina contendo, entre outros, íons sódio.

As crianças desidratadas devem ingerir soluções salinas incluindo o sódio, pois este possui

uma grande capacidade de reter água evitando assim que o organismo perca água.

O que você pode concluir sobre o comportamento dos sais dos alcalinos em água? Discuta sua resposta.

Os sais dos metais alcalinos são fortemente eletropositivos, ou seja, apresentam fraca

tendência de hidrólise. Como o íon metálico é grande, ele mostrará pouca tendência de formar

íon complexo. O inverso ocorre com elementos fracamente eletropositivos.