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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