Sumarize quais os principais usos dos metais do Grupo 2 e de seus compostos.

Passo 1

O pedido é: resumir os principais usos dos metais do Grupo 2 (a família dos alcalino-terrosos) e dos seus compostos.
As espécies do Grupo 2 que vamos cobrir são, em ordem: \mathrm{Be}, \mathrm{Mg}, \mathrm{Ca}, \mathrm{Sr}, \mathrm{Ba} e \mathrm{Ra}.
Lista sucinta do que preciso entregar: para cada elemento, citar usos do metal e dos compostos mais importantes, explicando por que esses usos fazem sentido (propriedades relevantes) e avisando sobre riscos/toxicidade quando necessário.

Passo 2

Beryllium — propriedades rápidas e usos principais.
  • Propriedades relevantes: \mathrm{Be} é leve, tem alta rigidez, boa condutividade térmica e é relativamente duro; porém é tóxico (principalmente sob forma de poeira ou vapores).
  • Usos do metal/ligas: ligas com cobre ( \mathrm{BeCu}) para molas, conectores elétricos e ferramentas não magnéticas; componentes em indústrias aeroespaciais e eletrônicas onde se exige leveza e rigidez.
  • Usos de compostos: \mathrm{BeO} (óxido de berílio) é um bom isolante térmico e elétrico com alto ponto de fusão — usado em componentes cerâmicos para dissipação de calor.
  • Segurança: devido à toxicidade (doença pulmonar crônica por berílio), o uso é altamente controlado e protegido; esse fator limita aplicações.

Passo 3

Magnésio — propriedades e razão dos usos.
  • Propriedades relevantes: \mathrm{Mg} é muito leve (densidade baixa), de boa resistência relativa (força/ peso), reage com o oxigénio e queima com chama branca intensa.
  • Usos do metal: ligas leves \mathrm{Mg}- \mathrm{Al} ou \mathrm{Mg}- \mathrm{Zn} em estruturas automotivas, aeroespaciais e em partes onde se quer reduzir massa. Também usado em pirotecnia e sinalização por queima (flamas brancas muito brilhantes).
  • Usos de compostos importantes:
    • \mathrm{MgO} (óxido de magnésio): material refratário, isolante térmico em fornos; justifica-se pelo alto ponto de fusão.
    • \mathrm{Mg(OH)_2} (hidróxido de magnésio): antiácido (em medicamentos) e laxante; é uma base fraca e pouco solúvel, liberando lentamente \mathrm{OH^-}.
    • \mathrm{MgSO_4} (sulfato de magnésio, “sal de Epsom”): uso farmacêutico/terapêutico (banhos), agricultura como fertilizante magnesiano.
    • \mathrm{MgCO_3}: usado em indústrias de refratários e como aditivo.
  • Biologia: \mathrm{Mg^{2+}} é essencial — átomo central da clorofila e cofator enzimático.
  • Observação para prova: associe leveza → ligas estruturais; reatividade (combustão brilhante) → pirotecnia; óxidos/hidróxidos pouco solúveis → usos médicos (antiácidos).

Passo 4

Cálcio — usos e reações chave (explicar por que).
  • Propriedades relevantes: \mathrm{Ca} é mais denso que \mathrm{Mg}, forma óxidos e hidróxidos fortemente básicos, e os carbonatos e sulfatos de cálcio são abundantes na crosta (calcário, gipsita).
  • Usos do metal: ligas de \mathrm{Ca} são menos comuns isoladamente, mas cálcio metálico é usado em desoxidantes/dedetoxificação de ligas metálicas.
  • Usos de compostos principais:
    • \mathrm{CaCO_3} (calcário, mármore, giz): matérias-primas para cimento, cal e indústria do papel; também enchimento em plásticos e tintas.
    • Processo chave (calcinamento): \mathrm{CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2}onde \mathrm{CaO} é a cal viva (quicklime).
    • Hidratação da cal viva: \mathrm{CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2} \mathrm{Ca(OH)_2} (cal apagada) é usado em argamassas, correção de solo e tratamento de água.
    • \mathrm{CaSO_4\cdot 2H_2O} (gesso/yeso): usado em placas de drywall e moldes (pronto-a-uso).
  • Biologia e medicina: \mathrm{Ca^{2+}} é essencial (ossos e dentes, sinalização celular, coagulação).
  • Ligação com propriedades: óxidos básicos reagem com \mathrm{CO_2} e \mathrm{H_2O} — base para cimento/argamassa.

Passo 5

Estrôncio — usos específicos e razão.
  • Propriedades relevantes: \mathrm{Sr} dá cores características em chamas (tons vermelhos) e forma compostos relativamente solúveis (mas menos solúveis conforme se desce do grupo para certos ânions).
  • Usos principais:
    • Compostos em pirotecnia: sais de estrôncio (por exemplo \mathrm{SrCO_3}, \mathrm{SrCl_2}) para produzir chamas vermelhas intensas em fogos de artifício e sinalizadores.
    • Indústria do vidro e cerâmicas: certos vidros especiais usam \mathrm{Sr} para controlar propriedades ópticas; em tubos antigos de TV e displays era usado para melhorar características do vidro (histórico).
  • Observação: algumas aplicações médicas (isótopos) existem, mas são menos comuns comercialmente que as aplicações pirotécnicas/cerâmicas.

Passo 6

Bário — usos e a importância de solubilidade/inacidade.
  • Propriedades relevantes: átomos grandes, forma sulfato extremamente insolúvel ( \mathrm{BaSO_4}), enquanto muitos outros sais de bário solúveis são tóxicos.
  • Usos do metal/compostos:
    • \mathrm{BaSO_4} (sulfato de bário): uso médico como contraste radiológico (enema ou suspensão oral para estudos do trato gastrointestinal). A razão: é denso (bom contraste em raio-X) e praticamente insolúvel (não entra na corrente sanguínea), portanto relativamente seguro quando usado corretamente.
    • Compostos em pirotecnia: sais de bário produzem chamas verdes.
    • \mathrm{BaCO_3} e outros sais: usados em cerâmica, vidros e produção de grelhas eletrônicas e pigmentos.
  • Risco: sais solúveis de bário ( \mathrm{BaCl_2}, \mathrm{Ba(OH)_2}) são tóxicos — interferem com atividade muscular (potássio celular). Por isso, o uso de \mathrm{BaSO_4} em medicina só é seguro porque é insolúvel.

Passo 7

Rádio — usos históricos e estado atual.
  • Propriedades relevantes: \mathrm{Ra} é radioativo, quimicamente parecido com \mathrm{Ba} (mesma família) mas todos os isótopos têm decaimento radioativo significativo.
  • Usos históricos e atuais: no início do século XX foi usado em tintas luminosas e em radioterapia; hoje o uso direto de \mathrm{Ra} é muito restrito devido à radioatividade e à disponibilidade de alternativas mais seguras (isótopos como \mathrm{^{60}Co}, \mathrm{^{137}Cs} ou técnicas modernas).
  • Segurança: radioatividade exige controle extremo; praticamente sem aplicações comerciais comuns hoje.

Passo 8

Tendências gerais do Grupo 2 que justificam usos (ligar propriedade → aplicação).
  • Reatividade e eletronegatividade: todos formam íons \mathrm{M^{2+}} com tendência a formar compostos iônicos.
  • Solubilidade dos hidróxidos: a solubilidade dos hidróxidos \mathrm{M(OH)_2} aumenta quando descemos o grupo: \mathrm{Mg(OH)_2 < Ca(OH)_2 < Sr(OH)_2 < Ba(OH)_2}Consequência prática: \mathrm{Mg(OH)_2} é um antiácido de ação suave (pouco solúvel), enquanto hidróxidos mais solúveis são bases fortes e mais reativos.
  • Solubilidade dos sulfatos: a solubilidade dos sulfatos diminui quando descemos o grupo: \mathrm{MgSO_4 > CaSO_4 > SrSO_4 > BaSO_4}Consequência prática: a baixa solubilidade de \mathrm{BaSO_4} torna-o seguro para uso como contraste radiológico.
  • Estabilidade térmica dos carbonatos: a estabilidade ao calor dos carbonatos geralmente aumenta ao descer o grupo — útil para aplicações refratárias e cerâmicas (por exemplo, \mathrm{BaCO_3} é termicamente mais estável que \mathrm{MgCO_3}).
  • Dica de prova: sempre tente ligar “solubilidade/estabilidade” a por que um composto é usado numa aplicação (ex.: insolúvel → seguro no corpo; solúvel → tóxico se entrar na corrente).

Passo 9

Segurança, toxicidade e relevância biológica — resumo prático.
  • Essenciais biologicamente: \mathrm{Mg^{2+}} e \mathrm{Ca^{2+}} são vitais (enzimas, clorofila, ossos, sinalização).
  • Tóxicos/ perigosos: \mathrm{Be} (altamente tóxico em poeira), sais solúveis de \mathrm{Ba} (toxidade sistêmica), \mathrm{Ra} (radioatividade).
  • Em aplicações industriais e médicas, a escolha entre um sal insolúvel ou solúvel (por exemplo \mathrm{BaSO_4} vs \mathrm{BaCl_2}) é guiada por segurança — nunca confundir os dois.

Passo 10

Resumo prático para decorar e usar na prova (truques de memorização e como responder numa pergunta).
  • Associe cada metal a 2–3 aplicações:
    • \mathrm{Be}: ligas aeroespaciais, \mathrm{BeO} em cerâmica térmica (mas tóxico).
    • \mathrm{Mg}: ligas leves, pirotecnia, \mathrm{MgO} refratário, \mathrm{Mg(OH)_2} antiácido, \mathrm{MgSO_4} (Epsom).
    • \mathrm{Ca}: cimento/argamassa ( \mathrm{CaO}, \mathrm{Ca(OH)_2}), calcário ( \mathrm{CaCO_3}), gesso ( \mathrm{CaSO_4\cdot2H_2O}), biologia (ossos).
    • \mathrm{Sr}: fogos vermelhos, cerâmica/vidro especiais.
    • \mathrm{Ba}: \mathrm{BaSO_4} contraste radiológico, fogos verdes, cerâmica; cuidado com sais solúveis.
    • \mathrm{Ra}: radioatividade — usos históricos e controlados.
  • Responda em prova ligando propriedade → reação → uso (p.ex., “ \mathrm{BaSO_4} é usado em radiologia porque é denso e insolúvel, então fornece contraste sem ser absorvido”).

Resposta

\mathrm{Be}: ligas ( \mathrm{BeCu}) para molas e conectores; \mathrm{BeO} em cerâmicas de alta condutividade térmica; uso limitado por toxicidade.
\mathrm{Mg}: ligas leves para automóveis/aeroespacial; pirotecnia (flama branca); \mathrm{MgO} refratário; \mathrm{Mg(OH)_2} antiácido; \mathrm{MgSO_4} (sal de Epsom) em medicina/agricultura; papel biológico essencial ( \mathrm{Mg^{2+}}).
\mathrm{Ca}: indústria da construção (calcário \mathrm{CaCO_3}, cal \mathrm{CaO}, cal hidratada \mathrm{Ca(OH)_2}); gesso ( \mathrm{CaSO_4\cdot2H_2O}); tratamentos de água e correção de solos; papel biológico (ossos, coagulacão).
\mathrm{Sr}: sais para pirotecnia (chama vermelha), uso em vidros/cerâmicas especiais; algumas aplicações tecnológicas.
\mathrm{Ba}: \mathrm{BaSO_4} como contraste radiológico (insolúvel e denso); sais de bário em cerâmica/vidro e pirotecnia (verde); sais solúveis são tóxicos.
\mathrm{Ra}: uso histórico em pinturas luminosas e em radioterapia; hoje muito restrito devido à radioatividade.

Exercícios relacionados