Atividade 2 - Reatividade de Metais

QUESTIONÁRIO Coloque os metais estudados em ordem de crescente reatividade frente aos agentes oxidantes usados. Justifique a resposta. 1. Ácido acético 20%: Cobre, alumínio; 2. Ácido clorídrico 10%: Cobre, alumínio; 3. Ácido clorídrico 20%: Cobre, alumínio; 4. Hidróxido de sódio 10%: Cobre, alumínio; 5. Ácido nítrico 10%: Alumínio, cobre; 6. Ácido nítrico 20%: Alumínio, cobre; 7. Ácido acético + H2O2: Alumínio, cobre. Significa que o alumínio apresenta maior reatividade aos ácidos, enquanto o cobre, por ser um metal nobre, apresenta menor reatividade aos ácidos e maior reatividade em soluções com a presença de oxigênio e hidrogênio.

2. Algum dos metais pesquisados é anfótero? anf ótero? Por quê? O alumínio é anfótero, pois comporta com ácido ou base, dependendo da solução na qual é inserido. Podemos perceber isso observando que houve reação do Al tanto com o ácido clorídrico quanto com o hidróxido de sódio, que é base.

3. Apresente equações químicas completas correspondentes às reações observadas. Para o alumínio + hidróxido de sódio: 2Al + 2NaOH -> 2NaAlO2 + 3H2 Para o alumínio + ácido clorídrico: clorídrico: Al + 2 HCl -> AlCl2 + H2 Para o cobre + ácido nítrico: nítrico: 4HNO3 + Cu → Cu2+ + 2NO3- + 2NO2 + 2H2O

4. Indique alguns metais que reagem espontaneamente com água. Justifique sua resposta. Os metais alcalinos reagem espontaneamente com a água: lítio, sódio e potássio são alguns dos exemplos. Magnésio, ferro e zinco são exemplos de outros metais que também reagem espontaneamente. Essa reação tem como característica a liberação do gás hidrogênio e a formação de hidróxido do metal utilizado.

5. De um modo geral, metais podem ser obtidos por redução dos respectivos óxidos empregando gás hidrogênio sob temperaturas temperaturas elevadas:

 MO (óxido metálico) + H2(g) →Metal + H 2O (l) Δ

Quais dos metais pesquisados serão mais facilmente obtidos por essa reação? Justifique. Metais como ferro e cromo serão mais facilmente obtidos por essa redução, pois podem ser reduzidos diretamente de seus óxidos (é o que ocorre com o seu minério). Outros metais podem precisar passar por processamento antes da redução.

6. Em sua opinião, podemos estocar uma solução de hidróxido de potássio a 10% em tanques de ferro ou de alumínio? Por quê?  Não podemos estocar a solução de hidróxido de potássio em tanques de ferro ou alumínio, pois o contato de hidróxidos com esses metais resultaria na alteração da solução e na produção de hidrogênio, o que pressurizaria o tanque, levando-o ao rompimento. Como esse tipo de reação é exotérmica, a temperatura da solução se elevaria rapidamente, podendo chegar a ferver.

Resultados obtidos:

Para o cobre:

Ácido acético 20%: Sem reação. Ácido clorídrico 10%: Sem reação. Ácido clorídrico 20%: Sem reação. Hidróxido de sódio 10%: Leve oxidação da amostra, deixando o líquido levemente acinzentado, com pouco desprendimento de gás. Ácido nítrico 10%: Houve mudança de cor da amostra, que ficou vermelha. A solução adquiriu uma cor verde/azulada, e houve desprendimento de um pouco de gás. Ácido nítrico 20%: Houve mudança de cor da amostra, que ficou vermelha. A solução adquiriu uma cor azul clara, e houve um desprendimento razoável de gás. Foi uma reação muito parecida com a do mesmo ácido a 10%, porém a reação ocorreu mais rápido e com maior intensidade. Ácido acético + H2O2: A reação foi muito rápida e intensa, deixando a amostra completamente oxidada (verde). A solução adquiriu a cor azul, e houve um grande desprendimento de gás.

Para o alumínio:

Ácido acético 20%: Sem reação;. Ácido clorídrico 10%: Houve o desprendimento de uma fina película da amostra. A solução adquiriu a cor cinza claro, e houve o desprendimento de um pouco de gás; Ácido clorídrico 20%: Houve o desprendimento de uma fina película da amostra. A solução ficou cinza, e houve a geração de gás. Hidróxido de sódio 10%: Houve uma forte reação, deixando a solução branca e opaca, e desprendendo muito gás hidrogênio. Ácido nítrico 10%: Sem reação. Ácido nítrico 20%: Sem reação. Ácido acético + H2O2: A reação foi discreta, havendo uma leve alteração na cor da solução e uma leve pressurização do frasco.