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Metais Alcalinos e Alcalinos Terrosos e Comportamento de Indicadores
1. INTRODUÇÃO
Metais Alcalinos
Eles formam um grupo bastante homogêneo. As propriedades físicas e
químicas desses elementos estão relacionadas intimamente com sua
estrutura eletrônica e seu tamanho. Todos são metais com configuração
eletrônica ns1, são excelentes condutores de eletricidade e calor, são
macios, possui na camada eletrônica mais externa um elétron fracamente
ligado ao núcleo, porque os átomos são muito grandes, por isso possuem
pontos de fusão baixos. Formam compostos univalentes, iônicos, pois os
valores da eletronegatividade são relativamente pequenos, assim quando
reagem com outros elementos, existe uma grande diferença de
eletronegatividade entre eles, formando ligações iônicas e são incolores.
Suas primeiras energias de ionização são baixas, sendo metais reativos.
Todos esses elementos devem ser guardados submersos em uma substância
apolar, como exemplo o querosene, para evitar reação com o oxigênio do
ar, embora o lítio, o sódio e o potássio possam ser manuseados por
pequenos períodos. Rubídio e césio devem ser manuseados em atmosfera
inerte. Têm densidade pequena, por isso reagem na superfície da água.
Metais Alcalinos Terrosos
Os elementos desse grupo têm coloração branca prateada, são mais
duros, indicando um aumento da força de ligação metálica; mais densos que
os do Grupo 1, pois a carga nuclear atrai mais fortemente os elétrons e
quando retirados aumentam ainda mais a carga nuclear efetiva. Eles são
tão fortemente ligados que a energia necessária para remover o primeiro
elétron é maior que a do Grupo 1 e depois de removido a relação elétron-
núcleo é muito alta, sendo necessário quase o dobro da energia necessária
para remover o primeiro.
Esses elementos formam uma série bem comportada de metais altamente
reativos, sendo menos reativos que os alcalinos. Suas configurações
eletrônicas são ns2, são divalentes, apresentam as mesmas tendências nas
propriedades que foram observadas no Grupo 1 formando compostos
predominantemente iônicos incolores, com exceção do Berílio que forma
compostos covalentes devido ao pequeno tamanho dos íons Be+2. Todos os
compostos de berílio e bário são muito tóxicos.
Os pontos de fusão e ebulição são mais elevados em relação aos metais
alcalinos, mas os pontos de fusão não variam de modo regular, porque
assumem diferentes estruturas cristalinas.
Comportamento dos Indicadores
São utilizados na química indicadores ácido-base para distinguir as
soluções ácidas das básicas.O indicador ácido-base é uma espécie química
que muda de cor conforme o meio onde se encontra, ácido ou básico.Existem
diferentes indicadores ácido-base tais como: Fenolftaleína e Metilorange.
A solução alcoólica de fenolftaleína é incolor e muda de cor (para um tom
rosado) quando é adicionada a uma solução básica. Existem diversos
compostos utilizados como indicadores ácido-base, abaixo podemos citar
alguns exemplos:
1) Azul de tornassol é um indicador que muda de cor para vermelho em
soluções ácidas e azul para soluções básicas. Para além destes podem-se
fazer com produtos naturais como a repolho-roxo que nas soluções ácidas
torna-se vermelho e nas básicas verde.
2) Vermelho de tornassol que em soluções ácidas permanece vermelho e em
soluções básicas torna-se azul.
3) Alaranjado de metila que em solução ácida torna-se vermelho para
ácidos fortes, amarelo para ácidos fracos, e em solução básica, torna-se
alaranjado.
4) Azul de brotimol que na solução ácida torna-se amarelo e na solução
básica azul.
Abaixo, uma tabela com mais exemplos de indicadores:
"INDICADOR "cor a pH "zona de "cor a pH alto"
" "baixo "viragem " "
"hematoxilina "vermelho "0,0 - 1,0 "amarelo "
"vermelhode cresol "vermelho "0,2 - 1,8 "amarelo "
azul de timol "vermelho "1,2 - 2,8 "amarelo "8,0 - 9,6 "azul " "amarelo de
dimetilo "vermelho "2,9 - 4,0 "amarelo " " " "laranja de metilo "vermelho
"3,1 - 4,4 "amarelo alaranjado " " " "methylrood "vermelho "4,0 - 6,0
"amarelo " " " "vermelho de bromofenol "amarelo "5,2 - 6,8 "violeta " " "
"tornesol "vermelho "5,5 - 8,0 "azul " " " "azul de bromotimol "amarelo
"6,0 - 7,6 "azul " " " "vermelho de fenol "amarelo "6,8 - 8,4 "vermelho " "
" "azul de timol "amarelo "8,0 - 9,6 "azul " " " "fenolftaleina "incolor
"8,2 - 10 "carmim " " " "amarelo de alizarina-R "amarelo "10,1 - 12
"violeta azulado " " " "1,3,5-trinitrobenzeno "incolor "12 - 14 "cor de
laranja " " " "
Tabela 1: Indicadores
2. OBJETIVO
Observar a reatividade e a tendência dos metais alcalinos e alcalinos
terrosos em formar hidróxidos. Observar o comportamento de indicadores em
meios ácidos e básicos.
3. MATERIAIS, REAGENTES E METODOLOGIA
3.1 – Materiais
Bécher 750mL
Pinça metálica
Espátula
Tubo de ensaio
Bico de Bunsen
Fósforos
3.2 – Reagentes
Sódio metálico
Potássio metálico
Fita de magnésio
Fenolftaleína
3.3 – Metodologia
1º experimento:
Colocar 500mL de água num bécher e adicionar cinco gotas de
fenolftaleína. Com uma espátula e muito cuidado retirar um pedaço muito
pequeno de sódio, devolvendo-o rapidamente para a solução onde estava
submerso. Adicionar o sódio no bécher e observar a reação.
2 Na(s) + 2 H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2(g)
2º experimento:
Repetir o mesmo procedimento acima, mas adicionando um pequeno pedaço de
potássio. Observar o que ocorre.
2 K(s) + 2 H2O(l) 2 KOH(aq) + H2(g)
3º experimento:
Cortar um pedaço de 3 cm da fita de magnésio segure-o com a pinça
metálica. Acender um fósforo, ligar o registro de gás e acender o bico de
bunsen. Colocar a fita de magnésio em contato com a chama até que
incendeie e se transforme em um sólido branco. Colocar esse sólido (MgO)
num tubo de ensaio acrescentando algumas gotas de água e de
fenolftaleína. Observar.
2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)
MgO(s) + H2O(l) Mg(OH)2(aq)
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
No primeiro experimento, a solução de fenolftaleína muda de incolor para
rosa, evidenciando a formação do hidróxido de sódio. Também foi produzido
hidrogênio na interface do sódio com o líquido, fazendo com que o pequeno
pedaço do metal rolasse sobre si mesmo, arredondando suas extremidades e
impulsionando-o pela superfície da água, deixando o metal com formato
esférico devido o hidrogênio empurrar o metal sobre a água, deslizando até
dissolver por completo.
No segundo experimento ocorre a mesma coloração também sobre a superfície,
porque o potássio é menos denso que a água, mas a reação é mais violenta.
Ouve-se uma pequena explosão acompanhada de um grande clarão e uma pequena
chama, devido a liberação de hidrogênio.
No terceiro experimento quando queimamos a fita de magnésio obtivemos o
óxido de magnésio. Colocando-o no tubo de ensaio com água, ele reage e
forma o hidróxido de magnésio, observado através da coloração rosada da
solução de fenolftaleína.
.
5. CONCLUSÃO
Comprovamos com essas práticas a grande reatividade dos metais alcalinos
e alcalinos terrosos e que ela cresce, no grupo, de cima para baixo. Seu
único elétron de valência é facilmente retirado, oxidando o elemento
rapidamente. A reatividade dos metais alcalinos terrosos é de alguma
forma menor do que as dos elementos do Grupo I, ainda que seja
considerável. Eles tendem a formar camadas de óxido que apassivam suas
superfícies, dificultando suas reações.
Podemos afirmar que o Lítio reage suavemente com a água, o Sódio
vigorosamente, o Potássio reage tão exotermicamente que o hidrogênio
liberado se inflama, já o Rubídio e o Césio reagem explosivamente,
indicador de isso indica que eles se oxidam facilmente.
Verificamos também, que a densidade dos metais alcalinos diminui conforme
o período em que o metal se encontra aumenta.
O representante do Grupo II, Magnésio, apresenta reatividade razoável,
que tende a crescer se tiver a camada de óxido que se forma na sua
superfície removida
ANEXO I – QUESTIONÁRIO
1) O Que são indicadores?
Os indicadores de pH são substâncias orgânicas que possuem a propriedade
de mudar de coloração com a variação de pH do meio. A mudança de
coloração se processa de uma maneira gradual entre valores definidos da
escala de pH.
2) Por que metais alcalinos não afundam quando colocados em água?
Sua alta reatividade em água gera gás hidrogênio na interface metal-água
o que impulsiona a amostra do elemento pra cima e pros lados, além disso,
devido a seu elevado raio atômico, esses metais apresentam baixa
densidade.
3) De que maneira se observa, no próprio grupo, a reatividade química dos
elementos?
Ver Conclusão, na página 9.
4) O que poderá impedir a imediata reação de magnésio se um pedaço do
mesmo for colocado em um tubo de ensaio com ácido?
Ele não reagirá se óxido estiver formado sobre sua superfície
(apassivamento). Nesse caso, é preciso removê-lo com uma espátula antes
de prosseguir com o experimento.
6. BIBLIOGRAFIA
Química inorgânica. I. Shriver, Duward. II. Atkins, Peter – 4. ed. –
Porto Alegre : Bookman, 2008. Páginas 280 a 308
http://www.daanvanalten.nl/quimica/tabelas/t08.html, acessado dia
18/09/2009 às 23hs 59min
http://crispassinato.wordpress.com/2008/05/29/curva-de-titulacao-acido-
base-e-indicadores/, acessado dia 20/09/2009 às 20hs 10min
