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Universidade Estadual Vale do Acaraú – UVA
CURSO: Licenciatura em Química
DISCIPLINA: Química Inorgânica Experimental 1
PROFESSOR: Ricardo Douglas de Sousa Bernardo
EQUIPE: Keila Dávila Moreira Lúcio.
 Ana Alice Firmo Oliveira
 Matheus Matias Ribeiro.
Aula prática 3
Metais Alcalinos e Metais Alcalinos Terrosos.
Sobral – CE
22 de Maio de 2023
INTRODUÇÃO:
Os Metais Alcalinos são o Grupo 1 da tabela periódica, formado pelos elementos: lítio, sódio, potássio, rubídio e césio. Esses elementos possuem características semelhantes e a Química mais simples do que qualquer outro grupo da Tabela Periódica. Esses elementos possuem características metálicas, como brilho e condutividade elétrica e térmica. Além disso, possuem maleabilidade, reagem facilmente (por isso, não são encontrados livres na natureza), possuem baixos pontos de fusão e ebulição. A eletronegatividade dos elementos do Grupo 1 é a menor entre todos os elementos da tabela periódica e quando reagem com outros elementos, possuem tendência a formar ligação iônica. Todas essas características e propriedades possui uma pequena variação ao descer no grupo. 
Todos os metais do grupo 1 reagem com água formando hidróxidos. Quando esses elementos são expostos ao ar, perdem o brilho. (LEE, J.D,1999).
Os elementos que compõem o grupo II, são chamados de metais alcalinos terrosos, são eles: berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio.
Todos os elementos desse grupo queimam em atmosfera de O2 formando óxidos. Também são sólidos metálicos maleáveis. Todos possuem características metálicas, como brilho metálico prateado e altas condutividades térmicas e elétricas. Os elementos desse grupo nunca se encontram em estado metálico na natureza. (BROWM, 2005).
 Os valores de eletronegatividade desses elementos são baixos, mas maiores que os elementos do grupo 1. Os elementos magnésio, cálcio, estrôncio e bário reagem com elementos do grupo 7 e formam compostos iônicos, uma vez que a diferença de eletronegatividade entre eles é alta.
 O teste de chama é um método utilizado para identificar cátions dos metais, no qual uma amostra é inserida na chama, que por sua vez transmite energia, excita o elétron para um nível de energia maior, e quando este volta ao seu estado fundamental, ele libera a energia absorvida. Quando o teste é realizado nos elementos do Grupo 1, a energia liberada transmite uma luz visível (coloração).
 OBJETIVOS:
- Observar a reatividade do Sódio e Magnésio frente a metais, ametais, água, álcool etílico, ácidos e sais; 
 - Observar a identificação dos elementos alcalinos por meio do Teste de Chama.
PARTE EXPERIMENTAL: 
Materiais e Reagentes: 
Para realização do experimento utilizou-se: pinça; sódio metálico; papel de filtro; fita de magnésio; cápsula de porcelana; lâmina; água destilada; solução de fenolftaleína; bico de Bunsen, suporte; tela de amianto; tubos de ensaio; C2H5OH; H2SO4 3M; CuSO4 1M; KCl; haste de metal com fio de platina.
Procedimento Experimental:
1 - Reatividade dos Metais Sódio e Magnésio;
1.1 – Retirou-se com uma pinça um pedacinho de sódio metálico do recipiente onde é conservado no querosene. Colocou-se o sódio sobre o papel de filtro e cortou-se em partes com uma lâmina. Observou-se o que ocorreu. Comparou-se com a fita de magnésio que se encontrava na bancada de trabalho;
1.2. Colocou-se em uma cápsula de porcelana, 5 mL de água destilada e duas gotas de indicador fenolftaleína. Adicionou-se aparas de magnésio e aqueceu-se até ebulição. Observou-se e comparou-se com a reação feita com sódio metálico (prática 01);
1.3. Em um tubo de ensaio contendo 2 mL de C2H5OH colocou-se um pedaço de sódio metálico e observou-se o tipo de reação que ocorreu. Repetiu-se esta experiência substituindo o sódio por magnésio;
1.4. Em um tubo de ensaio colocou-se 3 mL de solução H2SO4 3M. Foi adicionado limalhas de magnésio ao tubo e observou-se; 
1.5. Em dois tubos de ensaio colocou-se 3 mL de solução de CuSO4 1M.. Adicionou-se cuidadosamente ao primeiro tubo, um pedacinho de sódio metálico. Observou-se o que ocorreu. No segundo tubo foi adicionado limalhas de magnésio. Os dois tubos foram comparados.
3- Teste de Chama: um método para identificação dos elementos alcalinos;
3.1. Em um tubo de ensaio, adicionou-se 2 mL de KCl;
3.2. Introduziu-se uma haste de metal, à qual foi acoplado um fio de platina, na solução, que em seguida, foi levada à chama. Observou-se e anotou-se a coloração da chama;
3.3. Cortou-se um pedaço da fita de magnésio que em seguida foi levado a chama na haste de metal acoplada ao fio de platina. Observou-se a coloração da chama.
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
 No primeiro experimento, ao retirar um pedacinho de sódio metálico do recipiente onde é conservado no querosene e cortá-lo em partes com uma lâmina, observou-se uma reação vigorosa. O sódio metálico é altamente reativo e reage rapidamente com o oxigênio e a umidade presente no ar, formando óxidos e hidróxidos de sódio. Essa reação resultou em efervescência e liberação de gás hidrogênio. Ao comparar com a fita de magnésio presente na bancada de trabalho, notou-se que a reação foi mais intensa. O magnésio também é um metal reativo, mas sua reatividade é menor em comparação com o sódio. Portanto, a reação do magnésio com o oxigênio e a umidade foi mais lenta e menos efervescente.
Na cápsula de porcelana contendo água destilada e fenolftaleína, ao adicionar aparas de magnésio e aquecer até a ebulição, observou-se que o magnésio reagiu com a água. A reação produziu hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) e gás hidrogênio. A presença do indicador fenolftaleína mostrou uma mudança de cor na solução, indicando que a solução se tornou básica devido à formação do hidróxido de magnésio. Comparando com a reação feita com sódio metálico, notou-se que a reação do magnésio com a água foi menos intensa. O sódio é mais reativo que o magnésio, portanto a reação do sódio com a água é mais vigorosa, produzindo hidróxido de sódio e gás hidrogênio. A mudança de cor da fenolftaleína indicou que a solução se tornou altamente básica devido à formação do hidróxido de sódio.
Ao colocar um pedaço de sódio metálico em um tubo de ensaio contendo C2H5OH (etanol), observou-se uma reação violenta. O sódio reage exotermicamente com o etanol, formando etóxido de sódio e liberando hidrogênio gasoso. A reação ocorre de forma rápida e libera calor. Ao repetir a experiência substituindo o sódio por magnésio, observou-se uma reação menos intensa. O magnésio também reage com o etanol, produzindo etóxido de magnésio e liberando hidrogênio gasoso. No entanto, a reação é menos vigorosa e libera menos calor em comparação com o sódio.
Ao adicionar limalhas de magnésio a um tubo de ensaio contendo solução de H2SO4 3M, observou-se uma reação efervescente. O magnésio reage com o ácido sulfúrico, formando sulfato de magnésio (MgSO4) e liberando gás hidrogênio. A efervescência é devido à liberação do gás hidrogênio.
Na última etapa do primeiro experimento, foram realizadas duas reações utilizando solução de CuSO4 1M, um tubo de ensaio contendo um pedacinho de sódio metálico e outro tubo contendo limalhas de magnésio. Ao adicionar cuidadosamente o pedacinho de sódio metálico ao primeiro tubo, observou-se uma reação bastante exotérmica e violenta. O sódio metálico reagiu com o íon cúprico (Cu²⁺) presente na solução de CuSO4, resultando na redução do íon cúprico a cobre metálico (Cu) e na oxidação do sódio a íons sódio (Na⁺). A reação ocorreu de acordo com a equação química:
2 Na + CuSO4 → Na2SO4 + Cu
 Nessa reação, o cobre metálico depositou-se no fundo do tubo de ensaio, enquanto a solução adquiriu uma coloração azul-esverdeada devido à formação do íon sulfato (SO4²⁻) proveniente do sal de sódio (Na2SO4) resultante da reação.
Ao adicionar limalhas de magnésio ao segundo tubo contendo solução de CuSO4, não houve observação de uma reação visível. Isso ocorre porque o magnésio é menos reativo que o sódio em relação ao cobre. Portanto, não houve reduçãodo íon cúprico pela reação com o magnésio.
A diferença de reatividade entre o sódio e o magnésio em relação ao íon cúprico pode ser explicada pela sua posição na série eletroquímica dos metais. O sódio é mais reativo que o magnésio e, portanto, possui maior tendência a ceder elétrons e se oxidar. O magnésio, por sua vez, está abaixo do sódio na série eletroquímica e apresenta uma menor tendência a reagir com o íon cúprico. Esses resultados evidenciam a diferença na reatividade entre o sódio e o magnésio, destacando a capacidade do sódio de deslocar o cobre de sua forma iônica em uma solução de CuSO4. Por outro lado, o magnésio não possui energia suficiente para reagir com o íon cúprico nesse contexto específico. Essas observações corroboram a posição relativa desses metais na série eletroquímica, que reflete suas propriedades reativas e sua capacidade de participar de reações de oxirredução.
No segundo experimento, foram preparados três tubos de ensaio contendo soluções salinas diluídas dos cátions sódio e potássio. Essas soluções foram usadas para testar a coloração da chama quando esses metais são introduzidos na chama. Uma haste de metal, com um fio de platina acoplado, foi mergulhada em uma das soluções salinas e, em seguida, levada à chama. Observou-se a coloração da chama e anotou-se os resultados.
Ao introduzir o fio de platina na solução contendo o cátion sódio e levá-lo à chama, a chama apresentou uma coloração amarela intensa. Isso indica a presença do cátion sódio, que possui uma propriedade característica de emitir uma luz amarela quando excitado. No caso da solução contendo o cátion potássio, a chama apresentou uma coloração lilás ou violeta. 
Essa coloração é típica da presença do cátion potássio, que emite luz lilás quando excitado na chama. O fio de platina foi lavado mergulhando-o em uma solução concentrada de HCl para remover quaisquer impurezas que possam afetar os resultados das próximas observações.
As etapas 2 e 3 foram repetidas para a outra solução salina. O fio de platina foi introduzido na solução e levado à chama. A cor da chama foi novamente observada e registrada. Ao realizar o teste com a solução contendo o cátion sódio, a chama apresentou a mesma coloração amarela intensa, indicando novamente a presença do cátion sódio.
Já na solução contendo o cátion potássio, a chama apresentou novamente uma coloração lilás ou violeta, característica da presença do cátion potássio. Esses resultados confirmam que os íons sódio e potássio possuem propriedades de emitir luz característica quando excitados na chama. Essa técnica é conhecida como teste da chama e é amplamente utilizada para identificar a presença desses cátions em amostras químicas. É importante ressaltar que cada elemento químico possui uma cor de chama característica, devido às diferentes energias envolvidas nas transições eletrônicas dos elétrons. Essa propriedade é explorada em análises químicas qualitativas para identificar elementos e cátions específicos em uma amostra.
CONCLUSÃO
Nos experimentos realizados, foram investigadas a reatividade dos metais sódio e magnésio em diferentes condições e a identificação dos cátions sódio e potássio através do teste da chama. A partir dos resultados obtidos, é possível tirar algumas conclusões.
No experimento sobre a reatividade dos metais sódio e magnésio, observou-se que o sódio é mais reativo que o magnésio. O sódio reagiu vigorosamente com o oxigênio e a umidade do ar, produzindo óxidos e hidróxidos de sódio, enquanto o magnésio apresentou uma reação menos intensa. Além disso, o sódio reagiu com água, etanol e ácido sulfúrico, liberando hidrogênio e formando produtos correspondentes, indicando sua alta reatividade. Já o magnésio também reagiu com água e ácido sulfúrico, porém de forma menos intensa.
No teste da chama, os cátions sódio e potássio apresentaram cores características ao serem excitados na chama. O cátion sódio produziu uma chama de cor amarela intensa, enquanto o cátion potássio resultou em uma chama lilás ou violeta. Essa técnica é uma forma rápida e simples de identificar a presença desses cátions em uma solução.
Em suma, os resultados obtidos nesses experimentos evidenciam as diferentes propriedades reativas dos metais sódio e magnésio. O sódio se mostrou mais reativo, reagindo de forma vigorosa com diferentes substâncias, enquanto o magnésio apresentou uma reatividade menor. Além disso, a identificação dos cátions sódio e potássio através do teste da chama demonstrou a capacidade desses elementos de emitir cores características quando excitados na chama. Essas conclusões reforçam a importância de compreender as propriedades reativas dos metais e as técnicas utilizadas na identificação de elementos químicos. O estudo da reatividade dos metais e a análise qualitativa são fundamentais na química, permitindo a compreensão das interações entre substâncias e a identificação de compostos em diversas aplicações.
 REFERÊNCIAS
1 - Brown, T., LeMay Jr., H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. A Química Central [Versão em português]. São Paulo, Brasil: Pearson Education Brasil, 2005.
2 - Lee, J.D. Química Inorgânica não tão concisa. Ed 5. São Paulo: Edgard Blücher, 1999.