aula 03 grupo 1a

Metais AlcalinosMetais Alcalinos

Li NaK

Fr

Periodicidade QuímicaPeriodicidade Química

Propriedades dos Metais Alcalinos

Propriedades dos Metais Alcalinos

Propriedades dos Metais Alcalinos

Propriedades dos Metais Alcalinos

Propriedades dos Metais AlcalinosRelação Diagonal

Similaridades entre pares de elementos ao se passar de um período para outro adjacente O Li é semelhante ao Mg e assim sucessivamente: - Sais de Li e Mg apresentam elevado caráter covalente nas ligações - Li e Mg formam óxidos normais. Os demais da família 1ª formam peróxidos ou superóxidos - Li é o único metal alcalino que forma nitreto, Li3N. Todos do Grupo 2 formam.

Propriedades dos Metais AlcalinosTeste de Chama

Propriedades dos Metais AlcalinosCor dos Compostos

Propriedades dos Metais AlcalinosVariação de energia na formação de compostos iônicos

Propriedades dos Metais AlcalinosVariação de energia na formação de composto iônico em solução

Propriedades dos Metais AlcalinosSolubilidade dos Compostos

Propriedades dos Metais AlcalinosSolubilidade dos Compostos

Processo de dissolução exotérmico

Processo de dissoluçãoendotérmico

∆Hrede ∆Hrede

∆Hhidratação ∆Hhidratação

∆Hsolução∆Hsolução

Propriedades dos Metais AlcalinosDissolução exotérmica Dissolução endotérmica

Solvente +partículas do solutoseparadas

Solvente +partículas do solutoseparadas

partículas do solutoseparadas

partículas do solventeseparadas

+partículas do solutoseparadas

partículas do solventeseparadas

+

Solvente + soluto

Solução

Solução

Solvente + soluto

Há três fases de energia na formação de uma

solução:

1) a separação das moléculas do soluto (∆H1),

2) a separação das moléculas do solvente (∆H2)

3) a formação das interações soluto-solvente (∆H3)

Variação de entalpia no processo de dissolução

∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

O ∆Hdissol pode tanto ser positivo como negativo, dependendo das forças intermoleculares.

Solubilidade dos Compostos

• A quebra de forças intermoleculares é sempre endotérmica.

• A formação de forças intermoleculares atrativas é sempre exotérmica.

• Para determinarmos se o ∆Hdissol é positivo ou negativo, consideramos os comprimentos de todas as interações soluto-soluto e soluto-solvente:

∆H1 e ∆H2 são ambos positivos∆H1 e ∆H2 são ambos positivos

∆H3 é sempre negativo∆H3 é sempre negativo

∆H3 > (∆H1 + ∆H2)

∆H3 < (∆H1 + ∆H2)

ExotérmicoExotérmico

EndotérmicoEndotérmico

Propriedades dos Metais AlcalinosSolubilidade dos Compostos

Propriedades dos Metais AlcalinosSolubilidade dos Compostos

Variação de entalpia no processo de dissolução

∆Hsol = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Propriedades dos Metais Alcalinos

Efeito da carga e tamanho dos íons

O valor da energia de rede será maior quando os íons forem similares em tamanho, especialmente se forem pequenos e com carga elevada.

A presença de cátions muito maiores que ânions e viceversa, pode reduzir o valor da energia de rede

Íons pequenos apresentam baixa condutividade, pois o raio iônico hidratado será grande e se difundirá lentamente.

Propriedades Químicas dos Metais Alcalinos

Todos reagem com água. A reação é mais vigorosa quando se desce no grupo Li + H2O 2LiOH + H2 São as bases mais fortes

Reação com oxigênio

2Li + 1/2O2 Li2O Óxidos Na + O2 Na2O2 Peróxidos

K + O2 KO2 Superóxidos

Reação com hidrogênio

Li + H2 LiH Hidretos Iônicos

Propriedades Químicas dos Metais Alcalinos

Ocorrência e Obtenção

Na e K: 7º e 8º elementos mais abundantes

São reativos demais para serem encontrados livres na natureza

São agentes redutores muito fortes para serem obtidos pela redução de seus óxidos

Podem ser obtidos pela eletrólise de um sal fundido

Ocorrência e ObtençãoEletrólise de sais fundidos: Célula de Downs

Indústria do cloro e alcális

Indústria do cloro e alcális

Indústria do cloro e alcális

Indústria do cloro e alcális

Célula de Diafragma

Diafragma: escoamento da solução resultante do anodo para o catodo

Separa as soluções, permitindo apenas a migração seletiva de Na+

Célula de Diafragma

Células de diafragma na produção de NaOH da empresa De Nora

Célula de DiafragmaDiafragma: amianto ou asbesto, que é uma fibra mineral natural sedosa, misturado com outras fibras como, por exemplo, o politetrafluoroetileno.

Apesar de menos nocivo que o mercúrio, o amianto (proibido em 52 países) é um material que representa riscos:

câncer de pulmão, de laringe, de trato digestivo e de ovário mesotelioma (tipo de câncer que ataca a pleura) asbestose (doença pulmonar)

Substituição do amianto por diafragma de zircônio e politetrafluoretileno (PTFE)

Célula de MembranaSubstituição do amianto por uma membrana polimérica que é impermeável aos íons cloreto

Combinam a pureza da célula de mercúrio com a eficiência energética das células de diafragma: eliminam preocupações ambientais desses 2 sistemas

Célula de Membrana

Usos do NaOHÁlcali forte: reage com várias substâncias

Principais usos:

fabricação de papel, celulose e seda artificial fabricação de sabão e glicerol pela reação de saponificação das gorduras e detergentes refino do petróleo e seus derivados na metalurgia, na obtenção de compostos de sódio e produção de biodiesel tratamento de água fabricação de polímeros e produção de fármacos

Usos do NaOH

Reação de produção do sabão

Reação de produção do sabão

O ácido graxo poderá ser neutralizado por:

• NaOH ou Na2CO3, dando R — COONa (sabões de sódio, em geral mais duros);

• KOH ou K2CO3, dando R — COOK (sabões de potássio, mais moles e usados por exemplo, em cremes de barbear);

• Hidróxidos de etanolamina, como, por exemplo, (OH-CH2-CH2)3NHOH, dando R — COONH(CH2-CH2-OH)3 (sabões de amônio, que são em geral líquidos usados, por exemplo, em xampus).