Universidade Estadual da Paraíba

Centro de Ciências e Tecnologia

Departamento de Química

Curso: Licenciatura em Química

Disciplina: Química Inorgânica Experimental

Prof ª: Kaline Morais

REAÇÕES DOS METAIS ALCALINOS E REAÇÕES DOS HIDRÓXIDOS DE METAIS ALCALINOS

ÉDINO FARIAS DOS SANTOS

Campina Grande, 12 de setembro de 2014.

INTRODUÇÃO

O sódio é um elemento químico de símbolo Na (Natrium em latim), de número

atômico 11 e massa atômica 23 u. É um metal alcalino, sólido na temperatura

ambiente, macio, untuoso, de coloração branca, ligeiramente prateada. Foi isolado

em 1807 por Sir HumphryDavy por meio da eletrólise da soda cáustica fundida. O

sódio metálico emprega-se em sínteses orgânicas como agente redutor. É também

componente do cloreto de sódio (NaCl) necessário para a vida. É um elemento

químico essencial para o homem e a indústria.

O sódio, metal alcalino com grande eletropositividade, reage com água

causando desprendimento de hidrogênio gasoso, como também forma hidróxido de

sódio (NaOH). Tal fato se deve a alcalinidade do sódio, que reage violentamente e

espontaneamente com a água, podendo até causar queimaduras na pele humana.

A reação do sódio metálico com água é de oxi-redução, em que o sódio

metálico é oxidado e o hidrogênio presente na molécula de água é reduzido a

hidrogênio gasoso, conforme as equações:

2Na0(s)+2H 2O0❑→2Na+¿+2OH−¿+H 0

2(g) ¿¿ (Eq. Iônica)

2Na(s )+2H2O(l )❑→2NaOH (aq)+H 2( g) (Eq. Líquida Geral)

Metais alcalinos para utilização em laboratório devem ser guardados sob

líquidos inertes, como querosene ou tolueno, pois todos os metais alcalinos reagem

espontaneamente à baixa temperatura com O2 e em contato com quaisquer

superfícies úmidas.

A obtenção de hidróxido de sódio a partir do sódio metálico em laboratório deve

ser feita adicionando-se um pequeno pedaço de sódio a água com bastante cuidado,

porque a reação é extremamente exotérmica ou a partir do carbonato de sódio (Na2

CO3) e hidróxido de cálcio Ca(OH)2. Quando se adiciona água de cal a uma solução

quente de carbonato de sódio, o carbonato de cálcio precipita e o hidróxido de sódio

permanece na solução, esse processo é denominado de caustificação, vejamos a

reação:

Na2CO3∆ (aq)+Ca(OH )2(aq)❑→ CaCO3↓+2NaOH (aq)

Os hidróxidos insolúveis podem ser obtidos em laboratório, a partir de reações

de precipitação entre uma base de metal alcalino com sais solúveis em metais.

Um precipitado pode ser formado ao misturarmos duas soluções aquosas na

forma iônica. O precipitado sólido é formado quando a concentração destes íons, em

solução, tiver uma quantidade suficiente para superar o produto de solubilidade do

precipitado que se formará a uma determinada temperatura.

Na verdade, a reação de precipitação é o inverso da dissolução de um sal

pouco solúvel (precipitado) que apresenta um produto de solubilidade bastante baixo

a uma determinada temperatura.

A reação de precipitação e a sua dissociação em solução aquosa nada mais

são do que um mesmo equilíbrio químico de solubilidade.

OBJETIVOS

• Mostrar a reatividade do metal alcalino sódio em água e seguida mostrar a liberação de gás hidrogênio;

• Mostrar por meio de reações de precipitação a formação de novos produtos com suas colorações e aparências;

MATERIAIS E MÉTODOS

Tabela 01: Materiais e reagentes

MATERIAIS REAGENTES1 Béquer de 250 mL2 Béqueres de 50 mL10 Pipetas graduadas de 5 mL1 Vidro de relógio10 Tubos de ensaio1 Bastão de vidro1 Espátula

Sódio metálico (Na(s))Álcool etílicoSolução de fenolftaleínaNaOH - 2MMgCl2 -1MFeCl3 – 1MNi(NO3)2 – 1MAlCl3 – 1MCaCl2 – 1MCoCl2 – 1MCuCl2 – 1M

Parte I

1. Retiramos um pedacinho de sódio e cortamo-lo em pedaços fragmentos;

2. Colocamos água destilada em um Béquer de 50 mL e adicionamos 3 gotas de

fenolftaleína. Em seguida, fomos adicionando os pedacinhos de sódio com

cuidado para ficar muito perto. Observou-se a formação de H2 e do NaOH;

3. Em um Béquer de 250 mL, Colocamos água até a metade de sua capacidade.

Enchemos também um tubo de ensaio. Cortamos um pedacinho de sódio,

colocamos no tubo de ensaio e invertemos rapidamente o tubo de ensaio

cheio no Béquer. Observamos a formação do gás hidrogênio aumentando a

pressão sobre a superfície da água, fazendo com que a coluna líquida baixe

de nível;

4. Em Béquer de 5 mL adicionamos 10 mL de álcool etílico. Cortamos um

pedacinho de sódio e colocamos no álcool. Observamos a reação.

Parte II

1. Transferimos 5 mL de cada soluções de MgCl2, CaCl2, FeCl3, CoCl2,

Ni(No3)2, AlCl3 e CuCl2, para os sete tubos de ensaio respectivamente.

2. Em seguida, adicionamos 2 mL de solução de NaOH – 2M em cada tubo

de ensaio. Observamos e anotamos o ocorrido.

RESULTADOS e DISCUSSÃO

Na reação do 2Na(s)+2H 2O(l)❑→2NaOH (aq)+H 2 (g)), observou-se o processo de

oxidação do Na0 para o Na+ hidratado, ao mesmo tempo que o H2 sofre uma redução de H+ para H+

2 e isso aconteceu violentamente, pois percebemos que formou o hidróxido de sódio, porque adicionamos 3 gotas de fenolftaleína na solução, a qual virou instantaneamente ao passo que o sódio metálico reagia com a água ficando a solução na cor rósea, conforme o indicador previa em solução com base.

Já na solução com 2Na(s)+C2H 5OH.H 2O❑

→NaOH (aq)+C2H 5ON a(s)+H 2 (g), notou-

se que a reação é muito lenta em a reação com água, isso se explica pelo fato do álcool etílico possuir baixa concentração de hidrogênios na molécula, assim os que estão presentes na molécula vão sendo consumidos vagarosamente.

Em um béquer de 250 mL, colocou-se água até metade de sua capacidade. O mesmo foi feito com o tubo de ensaio. Cortou-se um pedacinho de sódio, onde o mesmo foi colocado no tubo de ensaio e vertido rapidamente dentro do béquer com água. Observou-se a formação do gás hidrogênio, pois a pressão sobre a superfície da água foi aumentando, fazendo com que a coluna líquida baixa-se de nível, pois de acordo com a Lei da Impenetrabilidade, dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço, assim corroborando que houve formação de gás hidrogênio no recipiente.

MgCl2(aq)+2NaOH (aq)❑→ Mg (OH )2↓+2NaCl(aq)

Formou-se um precipitado branco e gelatinoso, pois ocorreu uma reação de dupla troca, um sal reagindo com um hidróxido resulta em outro sal e uma base, porém, o hidróxido de magnésio formado é insolúvel em água, possuindo coloração característica branca gelo.

CaCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Ca(OH )2↓+2NaC l(aq)

Formou-se um precipitado gelatinoso em forma de leite com coloração branca neve. Houve uma reação de dupla troca que resultou em um sal e outro hidróxido, todavia o hidróxido de cálcio é insolúvel, por isso o precipitado, e o cloreto de sódio um ótimo hidrófito em água.

FeCl3 (aq)+3NaOH (aq )❑→

Fe(OH )3↓+3NaC l(aq)

Observou-se que formou um precipitado de coloração marrom escuro pesado, pois houve uma reação de dupla troca produzindo hidróxido de ferra III insolúvel em água e cloreto de sódio.

CoCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Co(OH )2↓+2NaC l(aq )

Notamos que formou um precipitado com grúmulos de core rósea e vermelho ferro cristal. Isso ocorreu devido à reação de dupla troca formando hidróxido de cobalto insolúvel em água e cloreto de sódio.

¿¿¿¿

Formou um precipitado gelatinoso verde.

AlCl3 (aq)+3NaOH (aq)❑→

Al (OH )3↓+3NaCl(aq)

Notamos que formou um precipitado gelatinoso de cor azul forte isso é devido à ocorrência de hidróxido de alumínio insolúvel em água a temperatura ambiente.

CuCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Cu(OH )2↓+2NaCl(aq)

Percebemos que formou um precipitado em formato de teia de aranha gelatinoso.

Tabela 02: Reações Químicas

Reações Aspectos observados2Na(s )+2H2O(l )❑→

2NaOH (aq )+H 2 (g )(1)

2Na(s)+C2H 5OH.H 2O❑

→NaOH (aq)+C2H 5ON a(s)+H 2 (g)

(2)MgCl2(aq)+2NaOH (aq)❑→ Mg (OH )2↓+2NaCl(aq)(3)

CaCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Ca(OH )2↓+2NaC l(aq)(4)

FeCl3 (aq)+3NaOH (aq )❑→

Fe(OH )3↓+3NaC l(aq)(5)

CoCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Co(OH )2↓+2NaC l(aq )(6)

¿¿¿¿(7)

AlCl3 (aq)+3NaOH (aq)❑→

Al (OH )3↓+3NaCl(aq)(8)

CuCl2 (aq)+2NaOH (aq )❑→

Cu(OH )2↓+2NaCl(aq)(9)

1. Reação violenta com desprendimento de gás hidrogênio.

2. Reação lenta.3. Formação de precipitado na

cor branco gelo.4. Formação de precipitado na

cor branco neve.5. Formação de precipitado na

cor branco vermelho ferrugem.

6. Formação de precipitado na cor vermelho ferro cristal.

7. Formação de precipitado gelatina verde.

8. Formação de precipitado gelatinoso azul forte.

9.Formação de precipitado gelatina teia de aranha.

Podemos então inferir que todas as reações apresentam precipitados, logo houve deslocamento de um átomo por outro mais reagente.

CONCLUSÕES

O presente experimento constatou-se que as reações químicas podem ser evidenciadas por mudança de cor, liberação de gás e formação de diferentes tipos de precipitado sendo a mais evidente, a formação de precipitado, devido à fácil visualização após alguns minutos e a mudança de cor. Quanto à liberação de produtos gasosos, esta não é tão facilmente identificada pelo observador devido à rapidez com que ocorrem. Conclui-se também que o sódio é um agente extremamente redutor e reativo na presença de soluções aquosas e que os resultados foram satisfatórios e ficaram dentro de esperado pela literatura química.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o

meio ambiente. Tradução CARACELLI, I et al. 1º Ed, Porto Alegre, Bookman, 2001.

Manual de laboratório de química geral 2010.1 – UFC.

REIS, MARTHA – Química Integral, São Paulo, Editora FTD, 1993

Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3dio. Acesso em: 12/09/2014 às

02:02 AM.

Disponível em:

http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/

SL_reacoes_quimicas.pdf. Acesso em: 12/09/2014 às 02:14 AM.