Os elementos do grupo 2

...

Colocou-se 15 ml de uma solução de sulfato de magnésio (MgSO4) 0,02mol.L-1 em um tubo de ensaio número I e 15 ml da mesma solução em um tubo de ensaio número II;

Adicionou-se ao tubo I, 1,5ml de Na2CO3 a 10%, aqueceu-se, e em seguida, filtrou-se para um tubo de ensaio número III.

Colocou-se raspas de sabão nos tubos de ensaio II e III e agitou-se vigorosamente.

Os resultados foram observados.

Resultados e discussões:

Experimento1: Óxido e hidróxido de magnésio

O magnésio sofre oxidação em presença de oxigênio. Neste experimento o magnésio sofreu uma reação de combustão, emitindo uma chama branca intensa, obtendo-se o óxido de magnésio. Os óxidos formados por elementos do Grupo 2 reagem com a água formando hidróxidos básicos.

Ao adicionar a fenolftaleína, pôde-se observar que a solução encontrava-se básica conforme a reação:

2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s)[pic 2]

2MgO (s) + 2H2O 2Mg(OH)2[pic 3]

Experimento 2: Dureza temporária da água

Ao adicionar fenolftaleína na solução contendo carbonato de cálcio, verificou-se basicidade na solução. Isto se explica pelo fato de a reação entre o íon carbonato e a água, formar bicabornato + hidroxila.

CaCO3 Ca2+ + CO32-[pic 4]

CO32- + H2O HCO3- + OH-[pic 5]

Ao Colocar a outra solução contendo carbonato de cálcio no kitassato e 25 ml de HCl, houve formação de bolhas, que se explica pela liberação de CO2(g) durante a reação:

CaCo3 + HCl CaCl2 + H2CO3 [pic 6]

CaCl2 + H2CO3 CaCl2+ CO2+ H2O[pic 7]

No decorrer da reação, verificou-se que a solução contida no erlenmeyer foi sofrendo mudança na coloração. Passou de rosa para branca (túrbida), indicando assim uma alteração no pH que passou de básico para ácido. Isto se explica pela reação abaixo:

CO2(g) + H2O HCO3 + H+[pic 8]

Com o deslocamento do equilíbrio, houve aumento do ácido carbônico, neutralizando assim, a solução e formando bicarbonato de cálcio, conforme a reação abaixo:

2H2CO3 + 2OH- + Ca2+ Ca(HCO3)2 + 2H2O[pic 9]

Retirou-se 10ml desta solução e transferiu-se 5ml para o tubo de ensaio I e 5 ml para o tubo de ensaio II. Aqueceu-se o tubo de ensaio I durante cinco minutos, e depois, filtrou-se transferindo para um tubo III. Adicionou-se raspas de sabão nos tubos II e III , agitou-se vigorosamente e observou-se as cores das soluções:

- Tubo II – solução rosa clara com formação de pouca espuma

- Tubo III – solução rosa escura com formação de muita espuma

No tubo II houve formação de pouca espuma, devido á presença do íon de Ca2+, que reage com o íon esterearato do sabão, gerando uma espuma insolúvel de esterearato de cálcio, dificultando a formação de espuma:

2H2CO3 + 2OH- + Ca2+ + CH3(CH2)14COONa (CH3(CH2)14COO)2Ca + 2 NaHCO3[pic 10]

O tubo III apresentou espuma, porque a solução contida nele foi aquecida, e isto proporcionou a liberação de CO2(g) deslocando o equilíbrio. O bicarbonato se decompôs em carbonato de cálcio e após a filtragem a água do tubo 3 tornou-se livre de Ca2+, que não reage com sabão.

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2+ H2O[pic 11]

Experimento 3: Dureza permanente da água

Durante o aquecimento da solução contida no tubo I, houve precipitação de MgSO3, conforme a equação:

MgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4[pic 12]

Após a filtragem e a transferência da solução para o tubo III, houve eliminação da dureza da água, devido a ausência de MgSO4, permitindo a formação de espuma ao acrescentar raspas de sabão e agitar vigorosamente.

No tubo II não houve formação de espuma, devido à presença do íon de Mg2+ que reagiu com o íon esterearato do sabão, gerando uma espuma insolúvel.

Conclusões:

-Os elementos do Grupo 2 oxidam em presença de O2. Se este processo for acelerado por aquecimento, eles atingem o estado excitado e posteriormente voltam ao estado normal liberando luz de comprimento visível característico;

-Os metais alcalinos terrosos possuem tendência em formar soluções básicas em presença de água;

- A água é classificada como dura quando nela estão dissolvidos sais de cátions Ca2+ (dureza temporária) e Mg2+ (dureza permanentete), que impedem a formação de espuma devido à reação com os íons do esterearato do sabão.

-A dureza temporária da água é assim chamada porque pode ser eliminada através de aquecimento, deslocando o equilíbrio e ocorrendo liberação de CO2.

-A dureza permanente da água não pode ser eliminada através de aquecimento, mas sim através de adição Na2CO3