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METAIS ALCALINOS TERROSOS INTRODUÇÃO

OS METAIS ALCALINOS TERROSOS MOSTRAM AS MESMAS TENDÊNCIAS NAS PROPRIEDADES QUE FORAM OBSERVADAS NOS METAIS ALCALINOS.

O Be (MUITO MAIS QUE O Li NO GRUPO 1) DIFERE DO RESTANTE DO GRUPO.

METAIS ALCALINOS TERROSOS INTRODUÇÃO

OS COMPOSTOS DE BERÍLIO TENDEM A SER COVALENTES.

OS MAT SÃO MENOS REATIVOS QUE OS METAIS DO GRUPO 1

OS MAT GERALMENTE FORMAM COMPOSTOS IÔNICOS E INCOLORES E DIVALENTES.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• SEMELHANÇAS DIAGONAIS NA TABELA PERIÓDICA

• Li Be B C

• Na Mg Al Si

• SEMELHANÇAS DIAGONAIS SÃO SEMELHANÇAS DE PROPRIEDADES ENTRE OS VIZINHOS DIAGONAIS.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• SEMELHANÇAS DIAGONAIS NA TABELA PERIÓDICA

VEREMOS POSTERIORMENTE QUE O BERÍLIO ESTÁ DIAGONALMENTE RELACIONADO COM O ALUMÍNIO, EM VEZ DE VERTICALMENTE RELACIONADO COM OS DEMAIS ELEMENTOS ABAIXO DELE NO GRUPO 2.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA

• TODOS OS MAT TEM 2 ELÉTRONS “s” NO NÍVEL ELETRÔNICO MAIS EXTERNO.

• A CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA CONDENSADA É DO TIPO [GN] ns2

METAIS ALCALINOS TERROSOS

TABELA 1 SIGLA MAT

1EI 1ª EI

QUADRO 1 – CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA CONDENSADA DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS

.

ELEMENTO Z

CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA

CONDENSADA

Be 4 [He] 2s2

Mg 12 [Ne] 3s2

Ca 20 [Ar] 4s2

Sr 38 [Kr] 5s2

Ba 56 [Xe] 6s2

Ra 88 [Rn] 7s2

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS, DUREZA , PONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO

• OS MAT TEM AS SEGUINTES ESTRUTURAS CRISTALINAS:

• Be ,Mg , Ca e Sr → AGRUPAMENTO

COMPACTO HEXAGONAL (ach)

• Ba → CÚBICO DE CORPO CENTRADO (ccc)

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• . ESTRUTURAS CRISTALINAS DE ALGUNS

METAIS.

Cúbico de

corpo centrado:

elementos do

grupo 1 e bário

(ccc) Cúbico de face

centrada: Cu, Ni

e Au (cfc ou acc)

Agrupamento

compacto

hexagonal:

Be Mg, Ca e

Sr. (ach)

METAIS ALCALINOS TERROSOS

DUREZA, PONTO DE FUSÃO E PONTO DE EBULIÇÃO

• OS MAT POSSUEM 2 ELÉTRONS DE VALÊNCIA QUE PODEM PARTICIPAR DAS LIGAÇÕES METÁLICAS, ENQUANTO QUE OS MA POSSUEM UM ÚNICO ELÉTRON.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

DUREZA, PONTO DE FUSÃO E PONTO DE EBULIÇÃO

• COMO APRESENTAM LIGAÇÕES METÁLICAS MAIS FORTES QUE OS METAIS ALCALINOS, OS METAIS DO GRUPO 2 SÃO MAIS DUROS, SUAS ENERGIAS DE LIGAÇÃO SÃO MAIORES E SEUS PF E PE SÃO MUITO MAIS ELEVADOS QUE OS DOS METAIS DO GRUPO 1.

OS METAIS ALCALINOS TERROSOS

• DENSIDADE

• OS METAIS ALCALINOS TERROSOS POSSUEM DENSIDADES MAIORES QUE OS METAIS ALCALINOS.

• NÃO SE PODE FAZER UMA RACIONALIZAÇÃO SIMPLES DA DENSIDADE ENQUANTO PROPRIEDADE PERIÓDICA, SOBRETUDO PORQUE OS MAT POSSUEM ESTRUTURAS CRISTALINAS DIFERENTES.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• TAMANHO DOS ÁTOMOS E DOS ÍONS

• OS ÁTOMOS DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2 SÃO GRANDES, MAS MENORES QUE OS CORRESPONDENTES ELEMENTOS DO GRUPO 1, PORQUE A CARGA ADICIONAL DO NÚCLEO FAZ COM QUE A ATRAÇÃO SOBRE OS ELÉTRONS AUMENTE.

• ANALOGAMENTE, OS ÍONS SÃO GRANDES, MAS SÃO MENORES QUE OS DOS CORRESPONDENTES ELEMENTOS DO GRUPO 1.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

ENERGIA DE IONIZAÇÃO

• OS ÁTOMOS DOS MAT SÃO MENORES QUE OS CORRESPONDENTES MA; OS ELÉTRONS ESTÃO MAIS FORTEMENTE LIGADOS E A 1ª EI DOS MAT É MAIOR QUE A DOS MA. RETIRADO O 1º ELÉTRON Zef CRESCE E OS ELÉTRONS REMANESCENTES ESTÃO AINDA MAIS FORTEMENTE LIGADOS.

METAIS ALCALINOS TERROSOS ENERGIA DE IONIZAÇÃO RETIRADO O 1º ELÉTRON Zef CRESCE E OS ELÉTRONS REMANESCENTES ESTÃO AINDA MAIS FORTEMENTE LIGADOS. ASSIM A 2ª EI DOS MAT É QUASE O DOBRO DA 1ª EI DOS MAT

O FATO DE SE FORMAREM COMPOSTOS IÔNICOS SUGERE QUE U0 COMPENSA A ENERGIA NECESSÁRIA PARA PRODUZIR OS ÍONS.

Comparação das EI de Metais Alcalinos com as EI de Metais Alcalinos Terrosos

Metais Alcalinos 1ª EI (kJ/mol) 2ª EI (kJ/mol)

Lítio - Li 520 7298

Sódio - Na 496 4562

Potássio - K 419 3052

Rubídio - Rb 403 2633

Césio - Cs 376 2234

Alcalino Terrosos 1ª EI (kJ/mol) 2ª EI (kJ/mol)

Berílio - Be 899 1757

Magnésio - Mg 738 1451

Cálcio - Ca 590 1145

Estrôncio - Sr 549 1064

Bário - Ba 503 965

Comparando a 1ª EI de Metais Alcalinos com a 1ª EI de Metais Alcalinos Terrosos 1ª ENERGIA DE IONIZAÇÃO DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS É MAIOR QUE A 1ª EI DOS METAIS ALCALINOS. OS METAIS ALCALINOS TERROSOS TEM MAIORES Zef E TAMANHOS MENORES E PORTANTO SUAS ENERGIAS DE IONIZAÇÃO SÃO MAIS ELEVADAS.

Comparando a 2ª EI de Metais Alcalinos com a 2ª EI de Metais Alcalinos Terrosos 2ª EI MA MUITO MAIOR QUE A 2ª EI DOS MAT O GRANDE AUMENTO DA 2ª EI DOS METAIS ALCALINOS OCORRE PORQUE OS ELÉTRONS INTERNOS REMANESCENTES (p. ex. 1s no caso do Li) ESTÃO MUITO MAIS PRÓXIMOS DO NÚCLEO E SOFREM ATRAÇÃO DE UMA CARGA NUCLEAR EFETIVA MUITO MAIOR QUE A SOFRIDA PELOS ELÉTRONS REMANESCENTES DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS (p. ex. 2s no caso do Be) DO NÍVEL DE VALÊNCIA.

METAIS ALCALINOS TERROSOS – ENERGIA DE IONIZAÇÃO

METAIS ALCALINOS TERROSOS • ENERGIA DE IONIZAÇÃO

• A 3ª EI É TÃO ALTA QUE OS ÍONS M3+ NUNCA SÃO FORMADOS.

• A EI DO Be2+ É ALTA, SENDO SEUS COMPOSTOS TIPICAMENTE COVALENTES.

• OS COMPOSTOS FORMADOS PELO Mg, Ca, Sr e Ba SÃO PREDOMINANTEMENTE IÔNICOS E OS METAIS SÃO ENCONTRADOS COMO ÍONS DIVALENTES.

METAIS ALCALINOS TERROSOS • ELETRONEGATIVIDADE

• AS ELETRONEGATIVIDADES DOS MAT SÃO BAIXAS. ENTRETANTO SÃO MAIORES DO QUE DOS METAIS ALCALINOS CORRESPONDENTES.

• QUANDO Mg, Ca, Sr e Ba REAGEM COM HALOGÊNIOS E OXIGÊNIO, A DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE SERÁ GRANDE E OS COMPOSTOS FORMADOS SERÃO IÔNICOS.

METAIS ALCALINOS TERROSOS • ELETRONEGATIVIDADE

Tabela 2 – Eletronegatividade dos Metais Alcalinos Terrosos1,6

Elemento do grupo 2

Be 1,6

Mg 1,3

Ca 1,0

Sr 1,0

Ba 0,9

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ELETRONEGATIVIDADE

• QUANDO O Be REAGE COM OUTROS ÁTOMOS

A DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE É

GERALMENTE PEQUENA → COMPOSTOS

COVALENTES

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ENERGIAS DE HIDRATAÇÃO

• AS ENERGIAS DE HIDRATAÇÃO DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2 SÃO DE 4 A 5 VEZES MAIORES QUE AS DOS CORRESPONDENTES ÍONS DO GRUPO 1.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

Tab. 3–Entalpia Padrão de Hidratação do Grupo 2

Elemento do Grupo 2 Entalpia Padrão de

Hidratação M2+ ΔH(298 K) / kJ.mol-1

Be -2500

Mg -1931

Ca -1586

Sr -1456

Ba -1316

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ENERGIAS DE HIDRATAÇÃO

• ISSO SE DEVE PRINCIPALMENTE AO SEU MENOR TAMANHO E A SUA MAIOR CARGA, DE MODO QUE OS VALORES DE ∆H DE HIDRATAÇÃO DECRESCEM DE CIMA PARA BAIXO DENTRO DO GRUPO, À MEDIDA QUE O TAMANHO DOS ÍONS AUMENTA.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• OS COMPOSTOS CRISTALINOS DO GRUPO 2 CONTÊM MAIS MOLÉCULAS DE ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO QUE OS CORRESPONDENTES COMPOSTOS DO GRUPO 1.

• EXEMPLO NaCl e KCl SÃO ANIDROS.

• MgCl2. 6H2O e CaCl2. 6H2O → HEXAIDRATADOS

• EM GERAL O NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ÁGUA

DE CRISTALIZAÇÃO DIMINUI À MEDIDA QUE OS

ÍONS SE TORNAM MAIORES.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• COR DOS COMPOSTOS E PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

• DADO QUE OS ÍONS DIVALENTES POSSUEM UMA ESTRUTURA DE GÁS NOBRE, SEM ELÉTRONS DESEMPARELHADOS, TODOS OS SEUS COMPOSTOS SÃO DIAMAGNÉTICOS E INCOLORES, A NÃO SER QUE O ÂNION SEJA COLORIDO.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• SOLUBILIDADE E ENERGIA RETICULAR

• A SOLUBILIDADE DA MAIORIA DOS SAIS DIMINUI COM O AUMENTO DE “Z”.

• A SOLUBILIDADE DEPENDE DA ENERGIA RETICULAR DO SÓLIDO E DA ENERGIA DE HIDRATAÇÃO DOS ÍONS.

• AS ENERGIAS RETICULARES SÃO MUITO MAIORES QUE A DOS CORRESPONDENTES COMPOSTOS DO GRUPO 1, DEVIDO AO AUMENTO DA CARGA.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

EQUAÇÃO DE BORN-LANDÉ

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ALTAS ENERGIAS RETICULARES SÃO FAVORECIDAS POR PEQUENAS DISTÂNCIAS INTERIÔNICAS E ÍONS COM CARGAS ELEVADAS.

• CONSIDERANDO-SE UM ÍON NEGATIVO QUALQUER, A ENERGIA RETICULAR DECRESCE À MEDIDA QUE AUMENTA O TAMANHO DO METAL.

• A ENERGIA DE HIDRATAÇÃO TAMBÉM DIMINUI A MEDIDA QUE OS ÍONS METÁLICOS TORNAM-SE MAIORES.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• PARA QUE UMA SUBSTÂNCIA SEJA SOLÚVEL, A ENERGIA DE HIDRATAÇÃO DEVE SER MAIOR QUE A ENERGIA RETICULAR.

• CONSIDERE UM GRUPO DE COMPOSTOS CORRELATOS, POR EXEMPLO OS CLORETOS DE TODOS OS METAIS DO GRUPO 2.

• DESCENDO NO GRUPO OS ÍONS METÁLICOS CRESCEM E A ENERGIA RETICULAR E A ENERGIA DE HIDRAÇÃO DIMINUEM.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• UMA DIMINUIÇÃO DA ENERGIA RETICULAR FAVORECE O AUMENTO DA SOLUBILIDADE, MAS A DIMINUIÇÃO DA ENERGIA DE HIDRATAÇÃO FAVORECE UM DECRÉSCIMO DA SOLUBILIDADE.

• NA MAIORIA DOS CASOS, A ENERGIA DE HIDRATAÇÃO DIMINUI MAIS RAPIDAMENTE QUE A ENERGIA RETICULAR, PORTANTO OS COMPOSTOS FICAM MENOS SOLÚVEIS À MEDIDA QUE O MAT AUMENTA DE TAMANHO.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• OBTENÇÃO

• Metais são obtidos a partir de seus minérios com o uso de um agente redutor a altas temperaturas ou por eletrólise

• MgO(s) + C(s) ∆ Mg(l) + CO(g)

Nesta reação o carbono é utilizado como agente redutor.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• 0BTENÇÃO

Tab. 4 - Principais fonte naturais e métodos de obtenção de alguns metais do grupo 2

METAL FONTE NATURAL MÉTODO DE RECUPERAÇÃO

Berílio Berilo Eletrólise do BeCl2 fundido

Magnésio Dolomita Redução química

Cálcio Pedra calcária Eletrólise do CaCl2 fundido

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Berilo = Be3Al2[Si6O18]

• Os átomos de sílicio e oxigênio alternados formam um

anel de doze membros (ciclohexametasilicato)

• Dolomita = CaMg(CO3)2

• Pedra calcárea = CaCO3

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Cálcio e estrôncio metálicos são obtidos industrialmente pela eletrólise de seus cloretos, aos quais se adiciona KCl para diminuir o ponto

de fusão.

• O bário também é produzido por eletrólise, mas é usualmente preparado pela redução a alta temperatura do óxido de bário pelo alumínio

sob vácuo

• 2Al(s) + 3BaO(s) →3Ba(l) + Al2O3(s)

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• PROPRIEDADES QUÍMICAS

• OS MAT QUASE SEMPRE REAGEM FORMANDO COMPOSTOS NOS QUAIS O METAL APRESENTA O ESTADO DE OXIDAÇÃO +2.

• OS METAIS ALCALINOS TERROSOS SÃO AGENTES REDUTORES PODEROSOS, COMO SE PODE OBSERVAR PELOS SEUS POTENCIAIS DE REDUÇÃO.

• DE FATO, COM EXCEÇÃO DO Be e DO Mg, ESSES ELEMENTOS SÃO AGENTES REDUTORES TÃO BONS QUANTO OS METAIS ALCALINOS.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• . QUADRO 2 - POTENCIAIS DE REDUÇÃO PARA OS METAIS ALCALINOS TERROSOS

(εo volts)

Be2+ + 2e- → Be(s) -1,69 V

Mg2+ + 2e- → Mg(s) -2,37 V

Ca2+ + 2e- → Ca(s) -2,87 V

Sr2+ + 2e- → Sr(s) -2,89 V

Ba2+ + 2e- → Ba(s) -2,91 V

Ra2+ + 2e- → Ra(s) -2,92 V

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• O QUADRO 2 INDICA QUE O Be É MUITO MENOS ELETROPOSITIVO E NÃO REAGE COM A ÁGUA.

• M(s) + 2H2O(l) → M2+(aq) + H2(g) + 2OH- (aq)

• Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

• Ca, Sr e Ba têm potenciais de redução

semelhantes aqueles dos correspondentes

metais do grupo 1, e se situam em posições no

topo da série eletroquímica.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Ca, Sr E Ba REAGEM FACILMENTE COM A ÁGUA FRIA, LIBERANDO HIDROGÊNIO E FORMANDO OS HIDRÓXIDOS.

• Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

• O Mg REAGE COM A ÁGUA QUENTE

• Mg (s) + H2O(l) → MgO(s) + H2(g) (PASSIVAÇÃO)

ou

• Mg(s) + 2H2O(g) ∆ Mg(OH)2(aq) + H2(g) (REAÇÃO)

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• O Mg FORMA UMA CAMADA PROTETORA DE ÓXIDO. ASSIM APESAR DE SEU POTENCIAL DE REDUÇÃO FAVORÁVEL, O Mg NÃO REAGE FACILMENTE A NÃO SER QUE A CAMADA DE ÓXIDO SEJA REMOVIDA POR AMALGAMAÇÃO COM MERCÚRIO.

METAIS ALCALINOS TERROSOS QUADRO 3 ALGUMAS REAÇÕES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2

REAÇÃO OBSERVAÇÃO

M + 2H2O → M(OH)2 Mg reage com água

quente; Ca, Sr e Ba

com água fria.

M + 2HCl → MCl2 + H2 Todos os metais

reagem com ácidos

liberando H2

Be + 2NaOH + 2H2O →

Na2[Be(OH)4] + H2

Be é anfótero

2M + O2 → 2MO Todos os membros do grupo formam óxidos

normais

METAIS ALCALINOS TERROSOS QUADR0 3 ALGUMAS REAÇÕES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2

REAÇÃO OBSERVAÇÃO

Ba + O2 → BaO2

Com excesso de O2 o

Ba também forma

peróxido.

M + H2→ MH2 Ca, Sr e Ba formam a

altas temperaturas

hidretos iônicos

3M + N2 → M3N2 Todos os elementos do grupo formam

nitretos a temperatu-

ras elevadas

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• ALGUMAS REAÇÕES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2

REAÇÃO OBSERVAÇÃO

3M + 2P → M3P2 Todos os metais do

grupo formam fosfe-

tos a temperaturas

elevadas

8M + S8 → 8MS Todos os metais

formam sulfetos

M + Se → MSe Todos os metais

formam selenetos.

M + Te → MTe Todos os metais formam teluretos

METAIS ALCALINOS TERROSOS QUADR0 3 ALGUMAS REAÇÕES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 2

REAÇÃO OBSERVAÇÃO

M + X2 → MX2

Todos os metais formam haletos.

X=F, Cl, Br e I

M + 2NH3 → M(NH2)2 + H2 Todos os metais do grupo formam amidetos a altas temperaturas

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• DIFERENÇAS ENTRE O BERILIO E OS DEMAIS ELEMENTOS DO GRUPO

• O Be apresenta propriedades diferentes daquelas dos demais metais do grupo 2 e se assemelha diagonalmente com o alumínio no grupo 13.

• Citamos a seguir algumas diferenças entre o Be e os demais MAT.

• 1-Todos os haletos de Be são solúveis em solventes orgânicos

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• 2-O Be é muito pequeno e tem uma densidade de carga elevada apresentando uma grande tendência a covalência. Como consequência os PF de seus compostos são mais baixos.

Os demais haletos dos elementos do grupo 2 são iônicos.

BeF2 – composto covalente – PF= 552 0C

CaF2 – composto iônico – PF = 1418 0C

SrF2 – composto iônico – PF= 1477 0C

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• 3- O hidreto de Be é deficiente em elétrons, polimérico e forma ligações multicentradas.

• 4-Os hidróxidos de metais alcalinos terrosos são bases fortes entretanto o hidróxido de berílio é anfótero.

• 5-O Be é passivado quando tratado com ácido nítrico concentrado

• 6- O Be forma muitos complexos o que não é comum no caso dos elementos dos grupos 1 e 2.

HIDRETO DE BERÍLIO

• Estrutura cristalina do (BeH2)n

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• SEMELHANÇAS DIAGONAIS ENTRE O BERÍLIO E O ALUMÍNIO

• 1-O Be forma um carbeto incomum Be2C que como o Al4C3 , libera metano ao se hidrolisar.

• 2-O Be e o Al são passivados quando reagem com o HNO3 concentrado.

• 3-O BeCl2 geralmente forma cadeias, mas pode formar o dímero. O AlCl3 é um dímero.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• 4-O potencial padrão de eletrodo do Be se assemelha mais ao do Al.

• ε0 Al3+/Al =-1,66V ε0 Be2+/Be =-1,69V

• 5-O Be(OH)2 como o Al(OH)3 é anfótero.

• 6-O hidreto de berílio é deficiente em elétrons e polimérico e forma ligações multicentradas, tal como o hidreto de alumínio.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• CONDUTIVIDADE ELÉTRICA E TEMPERATURA

A condutividade elétrica de um metal decresce com o aumento da temperatura.

• Por outro lado a condutividade elétrica de um semicondutor cresce com o aumento da temperatura

• DUREZA DA ÁGUA

• A água dura contém carbonatos, bicarbonatos ou sulfatos de cálcio e magnésio dissolvidos.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• A água dura dificulta a formação de espuma ao se utilizar sabões.

• Os íons Ca2+ e Mg2+ reagem com o íon estearato do sabão gerando um precipitado de estearato de cálcio antes da formação de qualquer espuma.

• 2C17H35COO-Na+ + CaSO4 →

(C17H35COO-)2Ca + Na2SO4

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Só após a remoção dos íons divalentes de Ca2+ e Mg2+ é que se pode obter uma espuma abundante.

• Para a obtenção de espuma com uma água dura temos que usar uma grande quantidade de sabão.

• Quanto mais dura for a água mais sabão será utilizado.

• A dureza da água pode ser temporária ou permanente.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• DUREZA TEMPORÁRIA

• A dureza temporária é decorrente da presença de Mg(HCO3)2 e Ca(HCO3)2.

• A dureza temporária pode ser eliminada pela fervura.

• A fervura expulsa o CO2 e desloca o equilíbrio:

• 2HCO3- CO3

2- + CO2 + H2O

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Desta maneira os íons bicarbonatos decompõem-se em carbonatos e os íons metálicos precipitarão sobre a forma de carbonatos.

• Removendo-se o CaCO3 por filtração ou sedimentação a água estará livre da dureza.

• A dureza temporária também pode ser eliminada adicionando-se cal hidratada para precipitar o carbonato de cálcio.

• Este processo é denominado “depuração com cal”.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Elevando-se o pH da água até 10,5 a dureza temporária devida ao HCO3

- pode ser quase que completamente eliminada.

• Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

• DUREZA PERMANENTE

• A dureza permanente não pode ser eliminada pela fervura.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• A dureza permanente decorre principalmente da presença de MgSO4 ou CaSO4 na solução.

• Pequenas quantidades de água pura podem ser obtidas no laboratório por destilação ou passagem através de uma coluna de resina de troca iônica, onde os íons Ca2+ e Mg2+ são substituídos por Na+.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• DUREZA PERMANENTE

• Os íons Na+ não afetam a capacidade dos sabões de produzir espuma.

• Os métodos de troca-iônica são largamente empregados na indústria.

• {Resina.nH}(s) + Ca 2+

(aq) →

• {Resina(n-2)H.Ca}(s) +

2H+(aq)

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• RESINA DE TROCA IÔNICA

• UMA RESINA DE TROCA IÔNICA CONSISTE EM UMA FASE SÓLIDA (POR EXEMPLO UMA

ZEÓLITA*) QUE CONTÉM GRUPOS ÁCIDOS OU BÁSICOS QUE PODEM TROCAR COM OS

CÁTIONS OU ÂNIONS, RESPECTIVAMENTE, ORIUNDOS DE SOLUÇÕES QUE ESCOAM POR

MEIO DA RESINA.

• *ZEÓLITA: CLASSE IMPORTANTE DE ALUMINOSSILICATOS

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• DUREZA PERMANENTE

• A remoção dos íons Ca2+ e Mg2+ da água dura é denominada abrandamento da água.

• A dureza da água também pode ser eliminada, adicionando-se vários fosfatos, tais como o fosfato de sódio, o pirofosfato de sódio, o tripolifosfato de sódio ou o sal de Graham.

• Esses fosfatos formam um complexo com os íons Ca2+ Mg2+.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• USOS DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS E SEUS COMPOSTOS

• Berílio e Seus Compostos

• O Be é raro, caro e tóxico. “Sem esse metal é impossível voar, fazer raio-X, produzir armas nucleares e explorar o espaço. Por esse motivo, é comum que o berílio seja chamado no meio científico de “metal da era espacial” ou “metal do futuro”.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• USOS DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS E SEUS COMPOSTOS

• Berílio e Seus Compostos

• Ligas de Be e Cu são tão duras como alguns aços e são utilizadas na fabricação de ferramental que são úteis quando há perigo de explosão.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• USOS DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS E SEUS COMPOSTOS

• Berílio e Seus Compostos

• O óxido de Berílio é muito refratário (PF=2670) e é empregado na construção de isolantes elétricos para altas temperaturas.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Magnésio e Seus Compostos

• O Magnésio é extensivamente usado na fabricação de ligas brilhantes e fortes que são particularmente utilizadas na indústria aeronáutica.

• O Mg é um importante metal estrutural.

• O Mg é usado na fabricação de ligas leves, para aviões, ferramentas e máquinas.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Magnésio e Seus Compostos

• O Mg é empregado para fins militares (sinalizadores e bombas incendiárias)

• O Mg é utilizado em sínteses industriais de muitos compostos orgânicos.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Magnésio e Seus Compostos

• O hidróxido de magnésio é um dos componentes dos dentifrícios.

• O sulfato de magnésio (sal de Epson) é um laxante.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Cálcio e Seus Compostos

• A reatividade do cálcio com o oxigênio e água dificulta muito o uso do metal na forma livre.

• O metal Ca é usado para a obtenção de ligas com o Al, utilizadas na confecção de mancais.

• O Ca é empregado como redutor na obtenção de outros metais como Zr, Cr, Th e U.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Cálcio e Seus Compostos

• O Ca é usado na indústria do Fe e aço para controlar a quantidade de carbono no ferro fundido e na remoção de P, O e S.

• O calcário é utilizado para a preparação do cal virgem , cimento e giz.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

Estrôncio e Seus Compostos

• Os compostos de estrôncio são utilizados em fogos de artifício e na sinalização das rodovias.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Bário e Seus Compostos

• O BaSO4 e tão insolúvel que embora o Ba2+ seja tóxico, o BaSO4 pode ser ingerido por via oral. Face ao exposto e considerando que íons

Ba2+ refletem fortemente os raios X o BaSO4 é

usado como contraste em radiografias.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Bário e Seus Compostos

• As estruturas interiores do corpo podem ser caracterizadas porque o sulfato de bário é opaco aos raios X.

• 0 BaSO4 é utilizado como material de carga na manufatura de tintas e papel.

METAIS ALCALINOS TERROSOS

• Rádio e Seus Compostos

• O Ra é um emissor de partículas alfa.

• O Ra já foi usado no tratamento radioterápico do câncer. Atualmente outras fontes de radiação são utilizadas para esta finalidade.

• Ex: 60Co

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