Relatório Dirigido Artigo de Química

Relatório Dirigido 1

Alunos: Amanda Monteiro

              Pedro Henrique de Souza Ferreira

             

1. (3 pts.) Em um dos experimentos do grupo 1, pequenos pedaços de Na e de K metálicos foram atirados em um recipiente com água. Potássio apresentou-se mais reativo. Pede-se:

a) Escrever as reações balanceadas envolvidas nestas reações.

R:  2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)              2K(s) + 2H2O(l) → 2KOH(aq) + H2(g)

b) Explique, com base nas distribuições eletrônicas (e em suas consequências), o porquê desta diferença de reatividades.

R: Na = 1s2  2s2  2p6  3s1                                    K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Nota-se pela distruibuição eletrônica que ambos são eletropositivos e podem perder o elétron da última camada para se tornar um cátion, para determinar qual dos elementos é mais reativo, basta analisar a eletropositividade que está diretamente ligada a reatividade quando se trata dos metais pois quanto mais eletropositivo tem maior tendência de perder elétrons em uma ligação e, por isso, tende a ser mais reativo. Para saber qual é o mais eletropositivo basta conhecer o raio atômico de cada um. Isso ocorre porque é mais fácil retirar elétrons de um átomo maior (maior raio), pois a atração do núcleo em relação aos elétrons é menor. Com isso sabemos que o átomo de maior raio é o K, logo, ele é o mais eletropositivo e quanto mais eletropositivo mais reativo é o elemento. Por isso o K é mais reativo que o Na.

2. (2 pt.) Qual é (ou quais são) os processos industriais de obtenção de Na metálico. Como funciona uma bateria de íon lítio?

R: Um dos primeiros métodos de produção do sódio metálico foi a oxirredução entre o mineral carbonato de sódio e o carbono:

Na2CO3 + 2 C → 2 Na + 3 CO

          Mas, o metódo mais utilizado nos dias atuais na obtenção do sódio metálico é a a eletrólise de um mistura de cloreto de sódio, na qual, passa-se uma corrente elétrica pelo cloreto de sódio líquido misturado com Na2CO3 e CaCℓ2  pois essa mistura possui um ponto de fusão muito menor do apenas o cloreto de sódio.

[pic 1]

          O sal está em seu estado líquido e no meio existem íons Na+. Portanto, quando a pilha é ligada fornece elétrons para um dos eletrodos que se torna o cátodo (polo negativo) visto que cargas opostas se atraem, o polo negativo atrai os cátions Na+ e há a redução desses íons, isto é, eles recebem os elétrons do cátodo e forma-se o sódio metálico:  Cátodo: Na+(ℓ) + e- → Na(s)

          O funcionamento da bateria se baseia no movimento de íons lítio (Li+). As lâminas internas, que compõem seu cátodo e anôdo, são compostas de óxido de cobalto, íons de lítio, cobre e grafite. No processo de descarga, os íons de lítio passam do anôdo, percorrendo pelo separador e se ligando ao óxido de cobalto no cátodo. Quando isso ocorre, sobra basicamente 1 elétron por íon de lítio, o qual é capturado pelo anôdo de grafite, que o leva para fora para fornecer carga.

          Quando não há mais íons de lítio para serem transportados, a reação química acaba, fazendo com que a bateria descarregue. Quando recarregamos a bateria, ocorre-se o processo inverso, fazendo os íons de lítio voltarem para seu lugar inicial.

3. (3 pts.) Quanto ao experimento da reação de peróxido de sódio com água, pede-se:

a) Escreva a reação balanceada envolvida.

R: Na2O2(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2O2(l)

b) Demonstre (na linguagem das orbitais moleculares) que o íon peróxido pode existir e não é paramagnético.