1ª série10

Experimento 1

Dentro da lâmpada, há um vapor (mer-cúrio) que, na passagem de elétrons, emite radiação no comprimento de onda do ultra-violeta. Esta radiação liberada “bate” na bor-da da lâmpada que é revestida internamen-te por um fósforo. O fósforo, excitado com a energia recebida, reemite a energia em comprimentos de onda do visível (branco).

A diferença para a luz negra é que esta não possui o revestimento de fósforo, dei-xando, assim, passar toda a radiação ultra-violeta.

Representações

Partes A e B: Modelo de Böhr

Parte C: Modelo de Thomson

Conclusão

1) Analisando o processo de descarga elé-trica na parte B dos procedimentos, respon-da aos itens a seguir.

a) O surgimento da descarga elétrica entre os dois fios de cobre permitiu a Thomson descrever algumas características do átomo. Indique duas dessas características.

b) A emissão de luz durante a descarga fa-cilitou a elaboração de qual modelo atô-mico? Descreva como foi a explicação desse fenômeno por esse cientista.

2) Descreva, de acordo com o modelo atô-mico proposto por Rutherford, duas carac-terísticas acerca do núcleo e duas caracte-rísticas acerca da eletrosfera.

3) Elabore uma explicação para cada ob-servação macroscópica ocorrida nessa ex-periência:

a) descarga elétrica entre os dois fios de cobre;

b) o fogo liberado pela descarga elétrica sempre sobe.

Anotações

Modelos atômicos (Thomson, Rutherford e Böhr)

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Experimento 2

Objetivos

• Efetuar testes de chama para analisar o espectro de alguns metais.

• Identificar os componentes do espec-tro eletromagnético.

• Abordar as propostas do modelo atô-mico de Böhr.

Materiais necessários

• 3 fios de telefone• 2 fios de cobre (10 mm)• 3 tubos de ensaio• 1 Estante para tubos de ensaio• Fonte de alta tensão (104 V)• 1 bico de Bünsen• Fósforo• 1 Pisseta com água• Algodão• Soluções (1 mol.L-1) de:

– cloreto de estrôncio– sulfato de cobre II– bicarbonato de sódio

• Ácido bórico• 1 placa de Petri• 1 suporte universal• 1 espátula

Procedimentos

Parte A: Espectros Descontínuos

a) Molhe o fio metálico na solução de cloreto de estrôncio e leve-o rapidamente à chama do bico de Bunsen. Anote a cor da chama na tabela de dados da folha de respostas.

b) Repita os procedimentos anteriores subs-tituindo a solução de cloreto de estrôncio pelas soluções de bicarbonato de sódio e sulfato de cobre II.

Parte B: Descarga Elétrica (Experiência De-monstrativa)

a) Com o auxílio de um algodão, umedeça, com água, os fios de cobre ligados em paralelo.

b) Utilizando o mesmo algodão, coloque os cristais de ácido bórico nos fios de cobre umedecidos.

c) Ligue a fonte de alta voltagem na tomada e, em seguida, encoste a espátula nos dois fios de cobre. Anote na folha de res-postas suas observações.

Observações Microscópicas

Os elétrons, ao se movimentarem numa camada eletrônica, não absorvem nem emi-tem energia.

Os elétrons de um átomo tendem a ocu-par as camadas eletrônicas mais próximas do núcleo, isto é, as que apresentam menor quantidade de energia.

Um átomo está no estado fundamental quando seus elétrons ocupam as camadas menos energéticas.

Quando um átomo recebe energia (térmica ou elétrica), o elétron pode saltar para uma ca-mada mais externa (mais energética). Nessas condições, o átomo se torna instável. Dizemos que o átomo se encontra num estado excitado.

Os elétrons de um átomo excitado tendem a voltar para as camadas de origem. Quan-do isso ocorre, eles devolvem, sob a forma de onda eletromagnética, a energia que foi recebida na forma de calor ou eletricidade.

Representações

Conclusão

1) Analisando as cores emitidas pelas espécies químicas utilizadas na parte A do procedimen-to, indique qual desses espectros apresenta maior energia e qual o que apresenta menor energia. Justifique sua resposta analisando a frequência e o comprimento de onda.

2) O espectro emitido pela descarga elétrica, ocorrida na parte B da experiência, é contínuo ou descontínuo? Justifique sua resposta.

3) Cite outro tipo de onda eletromagnética que foi emitida nos procedimentos experi-mentais realizados nessa prática.

4) Cite duas diferenças entre os modelos atômicos de Rutherford e de Böhr.

Modelo Atômico de Böhr

1ª série12

Capítulo 2 Tabela Periódica

Introdução teórica

Tabela Periódica

A Tabela Periódica é a principal ferramen-ta de trabalho dos químicos, nela temos in-formações que permitem organizar muitas das ideias dos princípios químicos. É de fun-damental importância saber como ela está organizada.

Organização da Tabela Periódica

Períodos – os períodos correspondem a sete linhas horizontais e indicam o número de camadas preenchidas por elétrons que o átomo apresenta.

Grupos, colunas ou famílias – os grupos correspondem a dezoito linhas verticais numerados de 1 a 18. Os elementos pertencentes ao mesmo grupo apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência, e isso permite indicar propriedades químicas semelhantes.

Metais – correspondem a 2/3 dos elemen-tos químicos e se caracterizam por serem sólidos na temperatura ambiente (exceção do mercúrio), e as principais propriedades físicas são:

a) bons condutores de eletricidade;b) bons condutores de calor;c) dúcteis – propriedade de formar fios;d) maleáveis – propriedade de formar lâmi-

nas;e) brilhosos;f) capazes de formar ligas metálicas – for-

mam misturas homogêneas com metais e ametais.

Ametais – estão localizados à direita da Tabela Periódica e podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. A seguir, citam-se algumas propriedades físicas.

a) Maus condutores de corrente elétrica com exceção do carbono grafite.

b) Apresentam baixa ductibilidade e malea-bilidade.

Gases nobres – estão localizados na 18ª coluna da Tabela Periódica e se caracterizam por serem inertes, ou seja, não combinam com outros elementos químicos por meio de reações químicas.

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Capítulo 2 Tabela Periódica

Nota: os núm

eros desubgrupo 1-18 foramadotados em

1984 pelaInternational U

nion ofPure and Applied Chem

estry(U

nião Internacional de Q

uímica Pura e A

plicada).O

s nomes dos elem

entos 112-118 são os equivalenteslatinos desses núm

eros.

1ª série14

Experimento 3 Propriedades Químicas de Elementos da Tabela Periódica

Objetivos

• Identificar grupos e períodos de al-guns elementos químicos.

• Verificar as propriedades químicas dos metais alcalinos e halogênios.

Materiais necessários

• 4 tubos de ensaio• 2 tubos em U• 3 conta-gotas• 2 provetas – 50 mL• 2 eletrodos de grafite• 1 fonte – CC• 1 estante para tubos de ensaio• 2 frascos pequenos• Tabela Periódica• Soluções (0,1 mol.L-1) de:

– Iodeto de sódio – Iodeto de potássio– Nitrato de chumbo II– Cloreto de sódio

Procedimentos

Parte A: Propriedades químicas dos metais alcalinos

a) Coloque 20 gotas da solução de iodeto de potássio no tubo de ensaio 1 e 20 go-tas da solução de nitrato de chumbo II no tubo de ensaio 2.

b) Misture o conteúdo do tubo 1 no tubo 2. Anote suas observações macroscópi-cas.

c) Repita os procedimentos a e b substituin-do a solução de iodeto de potássio por iodeto de sódio. Anote o que você obser-vou na folha de respostas.

Parte B: Propriedades químicas dos halogê-nios (Experiência Demonstrativa)

a) Coloque no tubo em U 20 mL da solução de cloreto de sódio.

b) Insira os eletrodos de grafite em cada uma das extremidades do tubo em U.

c) Ligue a fonte de corrente contínua e ob-serve o que ocorre na solução e na su-perfície de cada eletrodo. Anote suas ob-servações.

d) Repita os procedimentos a e b substi-tuindo a solução de cloreto de sódio pela solução de iodeto de sódio. Anote o que você observou na folha de respostas.

Observações Microscópicas

Parte A: Propriedades químicas dos metais alcalinos

Os metais alcalinos não se encontram li-vres na natureza devido à sua extrema re-atividade. Expostos ao ar, oxidam-se rapi-damente; por essa razão, só as superfícies recém-formadas apresentam brilho metáli-co. Têm que se guardar ao abrigo do ar, em petróleo ou tolueno, por exemplo, ou numa atmosfera inerte. O comportamento químico dos elementos do grupo I é muito homogê-neo. Todos eles apresentam uma primeira energia de ionização extremamente peque-na, o que indica, por parte do núcleo, uma atração fraca, sobre o elétron de valência.

Parte B: Propriedades químicas dos halogê-nios

Os halogênios (do grego hal, “sal”, e gen, “produzir”), família dos elementos quími-cos não metálicos: flúor, cloro, bromo, iodo e astato e compõem o grupo 17 da Tabe-la Periódica. Esses elementos apresentam comportamento químico muito parecido e formam compostos com propriedades se-melhantes.

A capacidade de reação ou de combina-ção com outros elementos é tão grande nos halogênios, que eles raramente são encon-trados em estado livre na natureza.

A característica química fundamental dos halogênios é seu poder como agente oxidante (capacidade de receber elétrons). Essa característica permite que o átomo do halogênio aceite mais um elétron em sua configuração, para atingir um arranjo eletrô-nico mais estável. No processo, o átomo ad-quire carga elétrica negativa e torna-se um íon. Os íons haleto, relativamente grandes e incolores, possuem alta estabilidade, espe-cialmente no caso dos fluoretos e cloretos. O potencial de ionização dos halogênios é

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Experimento 3 Propriedades Químicas de Elementos da Tabela Periódica

a energia necessária para remover um elé-tron do elemento; ela é máxima no flúor e mínima no iodo. O astato, devido à nature-za radioativa, forma poucos compostos, que são instáveis.

Representações

Parte A: Propriedades químicas dos metais alcalinos

2 KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq)

2 NaI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s) + 2 NaNO3(aq)

Parte B: Propriedades químicas dos halogê-nios

Corrente elétrica

2 NaCℓ(aq) + 2 H2O(ℓ) → 2 NaOH(aq) + Cℓ2(g) + H2(g)

Corrente elétrica

2 NaI(aq) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + I2(s) + H2(g)

Conclusão

1) Analisando a parte A da experiência, res-ponda aos itens a seguir.

a) O que ocorreria se adicionássemos iode-to de frâncio (FrI) na solução de nitrato de chumbo II (Pb(NO3)2?

b) Quais as semelhanças ocorridas en-tre essa reação química representada no item anterior e as reações químicas ocorridas na parte A? Justifique sua res-posta.

c) Represente, por meio de uma equação química, a reação química entre o iodeto de frâncio e o nitrato de chumbo II.

2) Se inserirmos uma corrente elétrica em uma solução aquosa de brometo de sódio, quais serão os produtos da reação quími-ca?

3) Analise as equações químicas a seguir.

I. 2 Na(s) + 2 H2O(ℓ) → 2 NaOH(aq) + H2(g)II. 2 Mg(s) + O2(g) → 2 MgO(s)

III. 2 K(s) + 2 H2O(ℓ) → 2 KOH(aq) + H2(g)Analisando as equações, responda ao

que se pede.

a) Indique a família de cada metal presente nas equações químicas.

b) Quais deles apresentam propriedades químicas semelhantes?

Anotações