Reatividade Dos Metais Exp.2 (1)

5/14/2018 Reatividade Dos Metais Exp.2 (1) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/reatividade-dos-metais-exp2-1 1/6

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NOTE

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

QUÍMICA DO PETRÓLEO

QUI 0613/0131 - Química inorgânica experimental I

Docente:Discentes:

.

Relatório II

(Experimento II: Reatividade Química dos Metais)

Natal – RN

Setembro/2009



INTRODUÇÃO

Este experimento tem por objetivo a verificação experimental de que os metaismenos nobres (mais reativos) deslocam os mais nobres (menos reativos) de compostosem reações entre metais e soluções iônicas.

Podemos organizar os metais numa fila de reatividade ou menor nobreza onde osmais reativos aparecem no lado direito e os mais nobres no esquerdo.

A reatividade pode ser relacionada com a capacidade de doar elétrons, sua

eletropositividade, quanto mais eletropositivo for o metal mais reativo ele é. A série oufila de reatividade também organiza os elementos com sua capacidade de se oxidar,quanto mais reativo maior é sua capacidade de oxidar-se.

A seguir temos uma representação da reação química de oxidação desses metais:

Me(s) → Men+(aq) + ne-

Os metais a esquerda da fila de reatividade são extremamente reativos, a direita,pouco reativos e os do meio, moderadamente reativos. Dessa maneira os metaisextremamente reativos são fortes agentes redutores por que tem grande facilidade a se

oxidar deslocando os metais menos nobres de compostos em solução. Note que ohidrogênio foi incluído nessa fila, mesmo sem ser um metal, porque separa os elementosda fila que reagem com ácido e liberam gás hidrogênio (a direita do hidrogênio)daqueles que não reagem liberando esse gás (a esquerda do H). Os elementos a esquerdado H, com exceção do Au e Pt, reagem somente com ácidos oxidantes, que possuemânions que são fortes agentes oxidantes.

Metais a direita do magnésio são tão reativos que reagem diretamente com águafria formando um hidróxidos desses metais, como é o caso do sódio,

Na(s) + H2O(l)→ NaOH(aq) + H2(g).

Já os metais antes do magnésio até o ferro só reagem com água em ebulição ouvapor de água. E os metais a esquerda do ferro e antes do hidrogênio não reagem comágua, e sim com ácido liberando H2(g).

No seguinte experimento vamos observar o comportamento de alguns metaisreagindo com sais, ácidos, água e com hidróxidos ou bases. Na primeira etapa veremosque metais mais reativos deslocam o metal de sais de metais nobres; na segunda,observaremos que metais reagem com alguns ácidos e com outros não, e também as

diferenças nas velocidades; na terceira a reatividade com água em ebulição; e na quartaa seletividade na reação de metais com hidróxidos.



MATERIAIS E REAGENTES

-Tubos de ensaio

-Solução de sulfato de cobre 0,5 MCuSO4.5H2O

-Solução de nitrato de prata a 2%AgNO3

-Solução de acido clorídrico 0,5 M HCl

-Solução de hidróxido de sódio 0,5 MNaOH

-Solução de cloreto de sódio 0,5 MNaCl

-Ácido nítrico concentrado – HNO3

-Magnésio metálico – Mg

-Cobre metálico – Cu

-Zinco metálico – Zn

-Alumínio metálico – Al

-Ferro metálico – Fe

-Pinça de madeira

-Pipetas de 5 ml



PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Etapa I: Reações de metais com sais

Colocou-se pelotas de zinco em três tubos de ensaio, ao primeiro adicionou-se 2

ml de solução de sulfato de cobre, ao segundo 2 ml de solução de cloreto de sódio e aoterceiro 2 ml de solução de nitrato de prata, aguardou-se 10 minutos e observou-se sehouve reação em cada sistema.

Etapa II: Reações de metais com ácidos

Numerou-se 5 tubos de ensaio, colocou-se 2 ml de HCl 0,5 M em cada um dostubos, após adicionou-se a cada tubo aparas de metais na seguinte ordem: Al, Zn, Cu,Fe, Mg. Anotou-se o tempo aproximado que levou para ocorrer cada reação e ordenou-se os metais de acordo com o tempo gasto na reação.

Colocou-se pequenos pedaços de fio de cobre em um tubo de ensaio e entãoadicionou-se 2 ml de HNO3 concentrado tomando-se o devido cuidado para não aspiraros vapores do ácido pois são tóxicos. Observou-se o ocorrido.

Etapa III: Reações de metais com água

Colocou-se 4 ml de água em três tubos de ensaio, a cada tubo adicionou-sepequenos pedaços de alumínio, cobre e ferro, respectivamente. Aqueceu-se os tubos eobservou-se o que ocorreu.

Etapa IV: Reações de metais com bases ou hidróxidos

Colocou-se em três tubos de ensaio 3 ml de NaOH adicionou-se ao primeiro umpequeno pedaço de alumínio; ao segundo, cobre; ao terceiro, ferro. Aqueceu-se os tubose observou-se o ocorrido.



RESULTADOS E CONCLUSÕES

Na etapa I não se observou ocorrência de reação somente no segundo tubo,

reação do zinco com cloreto de sódio. Isso é explicado pela menor reatividade do zincoem relação ao sódio (ver fila de reatividade), sendo assim o zinco incapaz de deslocar osódio do sal, não ocorrendo a reação.

As reações que ocorreram nos outros tubos foram as seguintes:

Tubo 1: Zn(s) + CuSO4(aq) → Cu(s) + ZnSO4(aq)

Tubo 2: Zn(s) + AgNO3(aq) → Ag(s) + ZnNO3(aq)

No tubo 1 o zinco deslocou o cobre (mais nobre) da solução de sulfato de cobre,

de cor azul, formando o sulfato de zinco, solução incolor, e cobre metálico.

No tubo 2 o zinco deslocou a prata (mais nobre) da solução de nitrato de prata,incolor, formando nitrato de zinco e prata metálica.

Na etapa II os metais zinco e magnésio reagiram vigorosamente, sendo o zincoum pouco menos que o magnésio, o ferro demorou mais, mas por estar na forma de pótambém reagiu de forma vigorosa, já o alumínio demorou um pouco devido a presençade uma capa de óxido de zinco que impedia a reação instantânea entre o alumínio e oHCl, só ocorrendo após a capa reagir com o ácido. O cobre não chegou a reagir,

observa-se que ele está à direita do hidrogênio na fila de reatividade e o íon H+

do ácidonão é um forte agente oxidante sendo incapaz de oxidar o cobre para que reaja.

O cobre, porém reagiu com ácido nítrico concentrado,

Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + NO2(g) + 2H2O(l) , formando nitrato de cobre ,liberando gás dióxido de nitrogênio e água, o cobre reage com esse ácido, pois seuânion NO3

- é um forte agente oxidante.

Na etapa III não se observou a reação dos metais com água em ebulição, por queos metais possuem uma capa de óxido metálico impedindo a reação. Essa reação atéocorreria se passasse muito tempo até que a capa de óxido fosse removida.

Na etapa IV observou-se a ocorrência de reação somente do hidróxido comalumínio de acordo com a seguinte reação,

Al(s) + NaOH(aq) + H2O(l) → NaAlO2(aq) + 3/2H2(g) , não ocorreu a reação do hidróxidocom o ferro e o cobre pois estes, de acordo com afila de reatividade, são menos reativosque o alumínio.



PÓS-LABORATÓRIO

1. Por que o cobre reage com o ácido nítrico concentrado?

O cobre reage com o ácido nítrico concentrado, porque este é um ácido oxidante, seu

ânion [NO3]

-

é um forte agente oxidante, mais até que o H

+

.2. Qual é a equação química balanceada que representa a reação entre

alumínio metálico e ácido clorídrico? E entre níquel metálico e ácidoclorídrico?

6Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl3(aq) + H2(g)

Ni(s) + 2HCl(aq) → NiCl2(aq) + H2(g)

3. Completar as equações em caso de ocorrência. Caso a reação não

ocorra justifique.

a) 4 Zn + 10 HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2Ob) Cu + H2SO4 → Não ocorre a reação, pois o íon H+ não é capaz de

oxidar o Cu a Cu2+ c) Mg + ZnSO4 → Zn +MgSO4 d) Ca + 2H2SO4 → H2 + Ca(OH)2 e) Cu + H2O → Não ocorre, porque o cobre é menos reativo que o

hidrogênio não sendo capaz de deslocar o hidrogênio da água ereagir.

f) Au + HCl → Não ocorre pois o íon H+ do HCl não consegue oxidar oouro pois este é um metal nobre.

REFERÊNCIA

Brady, J. E., Russel, J. W. e Holum, J.R.; Química Geral. A Matéria e SuasTransformações, Livros Técnicos e Científicos, 3ª Ed, 2003, cap. 5.

Mahan, B.M. e E. Myers, R.J.; Química um curso Universitário, editora

Bliicher Ltda, São Paulo, 1993.

Reatividade Dos Metais Exp.2 (1)

Documents

Transcript of Reatividade Dos Metais Exp.2 (1)