Química dos elementos metálicos

METAIS ALCALINOS: Li, Na, K, Rb, Cs
⇒ São os elementos menos electronegativos; estado de oxidação +1; Pontos de fusão e
densidades baixas.
Na
Ocorrência: NaAlSi3O8 (albite); NaCl; NaNO3 (nitrato do Chile)
Obtenção: electrólise do NaCl fundido (pilha de Downs)
Reacções:
2 Na(s) + 2 H2O(l) Æ 2 NaOH (aq) + H2(g)
2 Na(s) + O2(g) Æ Na2O2 (g)
Na2O2(s) + 2 H2O(l) Æ 2 NaOH(aq) + H2O2 (aq)
NH3
Na Æ Na+ + e-
K
Ocorrência: KAlSi3O8 (ortoclase) ; KCl
Obtenção: destilação do KCl fundido a 892 °C : Na(g) + KCl(l) ⇔ NaCl(l) + K(g)
Reacções:
2 K(s) + 2 H2O(l) Æ 2 KOH(aq) + H2(g)
K(s) + O2(g) Æ KO2(g)
2 KO2(g) + 2 H2O(l) Æ 2 KOH(aq) + O2(g) + H2O2(aq)
4 KO2(g) + 2 CO2(g) Æ 2 K2CO3(s) + 3 O2(g)
Aplicações:
Na2CO3 – tratamento de águas; fabrico de sabões, detergentes e medicamentos;
indústria do vidro
Hidróxidos – produção de sabões; electrólitos de baterias….
Nitratos – fertilizantes, pólvora..
METAIS ALCALINO TERROSOS: Be, Mg, Ca, Sr, Ba
⇒ mais electronegativos que os metais alcalinos; menor reactividade; estado de
oxidação +2
Mg
Ocorrência: Mg(OH)2 (brucite); CaCO3.MgCO3 (dolomite); MgSO4.7 H2O (epsomite)
Obtenção: electrólise do MgCl2 fundido (obtido da água do mar)
Reacções:
Mg(s) + H2O(g) Æ MgO(s) + H2(g)
2 Mg(s) + O2(g) Æ 2 MgO (s)
3 Mg(s) + N2(g) Æ Mg3N2 (s)
MgO(s) + H2O(l) Æ Mg(OH)2 (s)
Ca
Ocorrência: CaCO3 (calcário, giz e mármore); CaSO4.2H2O (gesso); CaF2 (fluorite)
Obtenção: electrólise do CaCl2 fundido
Reacções:
Ca(s) + H2O(l) Æ Ca(OH)2 (aq) + H2(g)
CaCO3 (s) Æ CaO (s) + CO2(g)
CaO(s) + H2O(l) Æ Ca(OH)2 (s)
Aplicações:
Mg – ligas metálicas; protecção catódica; baterias….
CaO – metalurgia; remoção de SO2; regulação da acidez de solos, ..
Ca(OH)2 – tratamento de águas…
ALUMÍNIO: Al
Metal mais abundante e 3º elemento mais presente na crusta terrestre (7.5%); possui
baixa densidade e elevada resistência à tracção; excelente condutor eléctrico usado em
linhas de transmissão de alta tensão.
Ocorrência: Al2O3.2 H2O (bauxite); Be3Al2Si6O18 (berilo); Na3AlF6 (criolite), Al2O3
(corindo)
Obtenção: electrólise do óxido de alumínio anidro, Al2O3 pelo processo de Hall-Héroult
Reacções:
2 Al(s) + 6 HCl(aq) Æ 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g)
2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 2 H2O(l) Æ 2 NaAlO2(aq) + 3 H2(g)
4 Al(s) + 3 O2(g) Æ 2 Al2O3 (s)
AlCl3(s) + 3 H2O(l) Æ Al(OH)3 (s) + 3 HCl(aq)
Aplicações:
Al -- linhas de transmissão; construção de aeronaves; recipientes; propulsor sólido para
foguetões
Reciclagem: O alumínio é utilizado em milhões de toneladas de latas de refrigerantes.
Para reciclar o alumínio é apenas necessário a energia necessária para aquecer o
alumínio até ao ponto de fusão (cerca de 660 °C) e a energia de fusão (10.7 kJ/mol). No
total a energia necessária para reciclar um mole de alumínio é cerca de 9% da energia
necessária para produzir um mole de alumínio por electrólise!