Considerando dois metais da sequência prata ag

Teste os seus conhecimentos: Faça exercícios sobre Reatividade dos metais e veja a resolução comentada.

Considerando dois metais da sequência prata ag
Considerando dois metais da sequência prata ag
Considerando dois metais da sequência prata ag
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(VUNESP – SP)

Quando se mergulha um pedaço de fio de cobre limpo em uma solução aquosa de nitrato de prata, observa-se o aparecimento gradativo de um depósito sólido sobre o cobre, ao mesmo tempo em que a solução, inicialmente incolor, vai se tornando azul.

a) Por que aparece um depósito sólido sobre o cobre e por que a solução fica azul?

b) Dê a equação química balanceada da reação que ocorre.

A chamada “fila de reatividade dos metais” se baseia em reações de deslocamento, que são aquelas que ocorrem graças aos elementos mais reativos. A fila segue uma ordem decrescente de reatividade, como a descrita a seguir:

K > Na > Li > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

Portanto, os elementos menos reativos estão localizados ao lado direito do “H”, são eles: Cu > Hg > Ag > Pt > Au. Como esses elementos se classificam?

a) metais alcalinos b) metais alcalino terrosos c) ametais d) metais nobres e) metais reativos

(UERJ) 

Os objetos metálicos perdem o brilho quando os átomos da superfície reagem com outras substâncias formando um revestimento embaçado. A prata, por exemplo, perde o brilho quando reagem com enxofre, formando uma mancha de sulfeto de prata. A mancha pode ser removida colocando-se o objeto em uma panela de alumínio contendo água quente e um pouco de detergente por alguns minutos.

Nesse processo, a reação química que corresponde à remoção das manchas é:

a) AgS + Al → AlS + Ag

b) AgSO4 + Al → AlSO4 + Ag

c) 3 Ag2S + 2 Al → Al2S3 + 6 Ag

d) 3 Ag2SO4 + 2 Al → Al2(SO4)3 + 6 Ag

O ouro é um dos metais menos reativos que existe, por isso é usado para compor as mais finas joias e garantir a elas uma garantia eterna, livre da ação de ácidos e outros abrasivos.

Existe apenas uma solução capaz de reagir com ouro, denominada “água régia”: uma mistura de ácido clorídrico (HCl) e ácido nítrico (HNO3). A equação que corresponde ao processo é:

a) Au(s) + HNO3(aq) + HCl(aq) → HAuCl4(aq) + H2O (l) + NO2(g)

b) Au(s) + 3 HNO3(aq) + 4 HCl(aq) → HAuCl4(aq) + 3 H2O (l) + 3NO2(g)

c) Au(s) + HNO3(aq) + 4 HCl(aq) → HAuCl4(aq) + 3 H2O (l) + NO2(g)

d) Au(s) + 3 HNO3(aq) + HCl(aq) → HAuCl4(aq) + H2O (l) + 3 NO2(g)
 

a) Ocorre depósito de prata e formação de íons Cu2+(aq), que tornam a solução azul.

b) Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu(NO3)2 (aq) + 2 Ag (s)
 

A reatividade está relacionada com a avaliação que fazemos sobre a ocorrência ou não de uma reação entre substâncias. Será que ocorrerá, por exemplo, uma reação química entre os reagentes sódio e cloreto de prata?

Na + AgCl → ?

Para saber se a reação ocorrerá ou não, basta simplesmente analisar a reatividade entre esses elementos na Tabela Periódica. Para isso, é importante saber que essa análise passa por duas etapas:

  • estudo da reatividade dos metais;
  • estudo da reatividade dos ametais.

OBS.: A reatividade é uma propriedade periódica não avaliada para os gases nobres (família VIIIA). Na imagem disposta logo mais a seguir, esses elementos estão descatados de verde.

a) Reatividade dos metais

OBS.: Os elementos metais estão localizados mais ao centro e à esquerda da Tabela (destacados de preto na imagem disposta logo mais a seguir).

Para saber se um metal é mais reativo que outro, é importante relembrar o conceito de eletropositividade, isto é, a capacidade que um átomo tem de ceder elétrons para outro átomo durante uma ligação.

Dessa forma, se um metal é mais eletropositivo que outro, ele tem maior tendência de perder elétrons em uma ligação e, por isso, tende a ser mais reativo. Como a eletropositividade segue o padrão de aumento do raio atômico, para avaliar a reatividade dos metais na Tabela Periódica, vamos seguir o mesmo princípio, ou seja:

  • na família, a reatividade aumenta de cima para baixo (seta amarela vertical);
  • no período, a reatividade aumenta da direita para a esquerda (seta amarela horizontal).

b) Reatividade dos ametais

OBS.: Os ametais estão localizados à direita da Tabela periódica (destacados em vermelho na imagem acima).

Para avaliar a reatividade dos ametais, sempre utilizamos como padrão a eletronegatividade, que é a capacidade que um átomo possui de atrair os elétrons de outro átomo presente na ligação. Assim, para saber se um ametal é mais reativo que outro, basta seguir os padrões estabelecidos para a eletronegatividade, ou seja:

  • na família, a reatividade aumenta de baixo para cima (seta amarela vertical);
  • no período, a reatividade aumenta da esquerda para a direita (seta amarela horizontal);

Com essa explicação, temos agora condição de avaliar se a reação química entre o Na e o AgCl acontecerá. Como o Na é um metal, ele terá sua reatividade comparada com o Ag, que também é um metal. Como o Ag está localizado mais ao centro da Tabela e o Na está mais à esquerda, o Na é mais reativo do que o Ag. Assim sendo, a reação acontecerá.

Na + AgCl → Ag + NaCl

Metais nobres são elementos químicos que apresentam uma menor reatividade quando comparados a outros elementos químicos de natureza metálica. O ferro, por exemplo, reage facilmente com o oxigênio, o que não acontece com o elemento ouro. Por esse motivo, o ouro é considerado mais nobre que o ferro.

Como os metais nobres apresentam reatividade pequena, eles possuem uma maior resistência a sofrer oxidação (perda de elétrons) e redução (ganho de elétrons). É muito comum vermos uma palha de aço oxidar (corroer-se, mudar de cor) na cozinha, mas dificilmente vemos isso acontecer com uma aliança de ouro.

Os elementos que são considerados metais nobres são: ouro, prata, platina, paládio e cobre. Veja suas principais características e aplicações:

→ Ouro

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Pequenas pepitas de ouro

Características atômicas do Ouro:

  • Seu símbolo é Au;

  • O número atômico é 79;

  • Sua massa atômica é 196,96 g/mol;

  • Núcleo possui 79 prótons;

  • Níveis de energia possuem 79 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo é 118, pois existe apenas um isótopo natural desse elemento;

  • Pertence ao 6o período da família IB da Tabela Periódica;

  • Possui tendência de perder um ou três elétrons, formando, então, cátions monovalentes (Au1+) e trivalentes (Au3+).

Distribuição eletrônica:

  • Subnível mais externo é o 6s2

  • Subnível mais energético é o 5d9

Características físicas do Ouro

  • Seu ponto de fusão é 1064 oC;

  • Seu ponto de ebulição é 2970 oC;

  • Sua densidade é de 19,3 g/cm3;

  • Apresenta coloração amarelada;

  • Não é solúvel em água;

  • É solúvel em mercúrio e em água*régia (mistura formada pelos ácidos nítrico e clorídrico).

Formas de obtenção

É um elemento que está amplamente distribuído na crosta terrestre. Pode ser encontrado também no fundo dos oceanos (estudos apontam que existe uma grande quantidade de ouro nos mares).

Por ser um material inerte, o ouro pode ser encontrado livre na natureza ou associado a alguns minérios, como quartzo e piririta. Na forma mineral, é encontrado em grande quantidade no minério calverita.

Principais utilizações

  • Construção de barras de ouro para reservas monetárias dos países;

  • Produção de joias;

  • Cobre janelas em edifícios para refletir a radiação infravermelha e evitar o aquecimento do cômodo;

  • Em computadores, em virtude da alta capacidade de condução de corrente elétrica;

  • Nas restaurações dentárias;

  • Dispositivos para diagnóstico de gravidez;

  • Tratamento de alguns tipos de câncer.

→ Prata

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Talheres confeccionados com o metal prata

Características atômicas

  • Seu símbolo é Ag;

  • O número atômico é 47;

  • Sua massa atômica é 107,88 g/mol;

  • Núcleo possui 47 prótons;

  • Níveis de energia possuem 47 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo pode variar de 60 a 62, pois existem apenas dois isótopos naturais desse elemento;

  • Pertence ao quinto período da família IB da Tabela Periódica;

  • Possui a tendência de perder um elétron, formando, então, cátions monovalentes (Ag1+).

Distribuição eletrônica

  • Subnível mais externo é o 5s2

  • Subnível mais energético é o 4d9

Características físicas

  • Seu ponto de fusão é 960,8 oC;

  • Seu ponto de ebulição é 2210 oC;

  • Sua densidade é 10,5 g/cm3

  • Apresenta coloração prateada;

  • Não é solúvel em água;

  • É solúvel em ácido nítrico.

Formas de obtenção

A prata é um metal abundante na crosta terrestre e está presente em mais de 60 tipos de minérios diferentes, como a argentita.

Principais utilizações

  • Produção de fios condutores de eletricidade;

  • Produção de joias;

  • Produção de utensílios de cozinha;

  • Produção de instrumentos musicais;

  • Produção de alguns medicamentos;

  • Produção de baterias de alta capacidade;

  • Produção de explosivos.

→ Platina

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Minério com platina

Características atômicas

  • Seu símbolo é Pt;

  • O número atômico é 78;

  • Sua massa atômica é 195,08 g/mol;

  • Núcleo possui 78 prótons;

  • Níveis de energia possuem 78 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo pode variar de 112 a 120, pois a platina apresenta seis isótopos naturais;

  • Pertence ao sexto período da família VIIIB da Tabela Periódica;

  • Possui tendência de perder 2 ou 4 elétrons, formando cátions bivalentes (Pt2+) e tetravalentes (Pt4+).

Distribuição eletrônica

  • Subnível mais externo é o 6s2

  • Subnível mais energético é o 5d8

Características físicas

  • Seu ponto de fusão é 1769 oC;

  • Seu ponto de ebulição é 3825 oC;

  • Sua densidade é 21,45 g/cm3;

  • Apresenta coloração prateada;

  • Não é solúvel em água;

  • É solúvel em água-régia.

Formas de obtenção

A platina é um metal pouco abundante na crosta terrestre, estando mais associada a alguns minérios que apresentam os metais cobre e níquel. Porém, o principal minério que apresenta platina é a chamada sperrilita (PtAs2). A separação da platina dos minérios onde é encontrada ocorre geralmente por meio de um processo denominado de refinamento eletrolítico.

Principais utilizações

  • Confecção de joias;

  • Produção de catalisadores (substância que acelera a reação) de reações orgânicas;

  • Indústria petroquímica;

  • Produção de materiais para restauração dentária;

  • Fabricação de alguns medicamentos.

→ Mercúrio

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Gotas do metal líquido mercúrio

Características atômicas

  • Seu símbolo é Hg;

  • O número atômico é 80;

  • Sua massa atômica é 200,59 g/mol;

  • Núcleo possui 80 prótons;

  • Níveis de energia possuem 80 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo pode variar de 116 a 124, pois apresentar sete isótopos naturais;

  • Pertence ao sexto período da família IIB da Tabela Periódica;

  • Possui tendência de perder 1 ou 2 elétrons, formando cátions monovalentes (Hg21+) e bivalentes (Hg2+).

Distribuição eletrônica

  • Subnível mais externo é o 6s2

  • Subnível mais energético é o 5d10

Características físicas

  • Seu ponto de fusão é -38,8 oC;

  • Seu ponto de ebulição é 356,7 oC;

  • Sua densidade é 13 g/cm3;

  • Apresenta coloração prateada;

  • Não é solúvel em água.

Formas de obtenção

O mercúrio é um metal abundante na natureza, estando muitas vezes associado ao enxofre, formando o minério cinabre. A obtenção do mercúrio a partir do cinabre ocorre pelo simples aquecimento do mineral.

Principais utilizações

  • Aparelhos de medição, como termômetros, barômetros etc.;

  • Produção de agentes resfriantes para componentes eletrônicos;

  • Produção de cloro e soda cáustica.

  • Na produção de

→ Paládio

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Barras confeccionadas com o metal paládio

Características atômicas

  • Seu símbolo é Pd;

  • O número atômico é 46;

  • Sua massa atômica é 106,42 g/mol;

  • Núcleo possui 46 prótons;

  • Níveis de energia possuem 46 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo pode variar de 56 a 64, pois o paládio apresentar seis isótopos naturais;

  • Pertence ao quinto período da família VIIIB da Tabela Periódica;

  • Possui tendência de perder 1, 2 ou 4 elétrons, formando cátions monovalentes (Pd1+), bivalentes (Pd2+) e tetravalentes (Pd4+).

Distribuição eletrônica

  • Subnível mais externo é o 5s2

  • Subnível mais energético é o 4d8

Características físicas

  • Seu ponto de fusão é 1554 oC;

  • Seu ponto de ebulição é 2963 oC;

  • Sua densidade é 12,02 g/cm3;

  • Apresenta coloração branca prateada

  • Não é solúvel em água;

  • É solúvel em alguns ácidos e bases inorgânicos, assim como na água-régia

Formas de obtenção

O paládio é um metal bastante escasso na crosta terrestre, sendo encontrado em minérios de níquel, platina e cobre. Sua separação dos minérios onde é encontrado é feita por purificação eletrolítica.

Principais utilizações

  • Produção de catalisadores para reações orgânicas;

  • Produção de joias;

  • Produção de componentes eletrônicos para computadores, televisores, celulares etc.

  • Produção dos ácidos nítrico e tereftálico.

→ Cobre

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Fios elétricos feitos com cobre

Características atômicas

  • Seu símbolo é o Cu;

  • O número atômico é 29;

  • Sua massa atômica é 63,546 g/mol;

  • Núcleo possui 29 prótons;

  • Níveis de energia possuem 29 elétrons;

  • O número de nêutrons no núcleo pode variar de 34 a 36;

  • Pertence ao quarto período da família IB da Tabela Periódica;

  • Possui tendência de perder 1 ou 2 elétrons, formando cátions monovalentes (Cu1+) e bivalentes (Cu2+).

Distribuição eletrônica

  • Subnível mais externo é o 4s2

  • Subnível mais energético é o 3d9

Características físicas

  • Seu ponto de fusão é 1085 ºC

  • Seu ponto de ebulição é 2562 ºC;

  • Sua densidade é 8,98 g/cm3;

  • Apresenta coloração avermelhada;

  • Não é solúvel em água;

  • É solúvel em diferentes ácidos inorgânicos.

Formas de obtenção

O cobre é encontrado geralmente nos minérios calcocita, calcopirita e malaquita e na pedra preciosa turquesa. Sua obtenção é feita pela eletrólise desses materiais e, em seguida, um aquecimento para provocar sua fusão.

Principais utilizações

  • Produção de fios condutores de eletricidade;

  • Confecção de moedas;

  • Confecção de obras de arte;

  • Confecção de joias;

  • Confecção de peças de automóveis, carros e aviões;

  • Produção de geradores, transformadores e outros equipamentos para sistemas elétricos;

  • Produção de proteínas e enzimas no organismo humano.