Los metales alcalinos son los metales situados en el primer grupo de los elementos de la tabla periódica. Constituyen el 4,8 por ciento de la corteza terrestre, incluyendo la capa acuosa y la atmósfera. Son metales blandos, tan es así que el sodio se puede cortar fácilmente con un cuchillo. Estos elementos poseen una baja densidad de manera que la del Li, Na y K es inferior a la del agua.

Esta clase de metales es difícil encontrarlos en estado puro en la naturaleza ya que reaccionan violentamente con el agua, incluyendo la que procede de la humedad del ambiente, es por ello que se guardan bajo soluciones orgánicas anhidras. Esta reacción se produce algo tímidamente con el litio, pero a medida que descendemos, los metales alcalinos se van animando: sodio, potasio, rubidio y cesio.

Cuando estos metales alcalinos entran en contacto con el agua, se dan dos reacciones por separado que dan lugar a la explosión final. Primero, el metal reacciona con el agua liberando hidrógeno y calor debido al carácter térmico de la reacción. Seguidamente el calor generado permite que el hidrógeno liberado reaccione con el oxígeno atmosférico produciendo una ignición que de vez en cuando acaba en explosión:

No existe ningún vídeo de la reacción del Francio con el agua, porque debido al carácter radioactivo de este elemento, cuesta demasiado obtenerlo y nadie lo tiene en suficiente cantidad como para poder hacer la prueba.

  • Cuestiones:

-¿ Cuál es la reacción que está ocurriendo al añadir un metal alcalino al agua que resulta en la liberación de H2?

-¿Qué pH esperarías que tuviera la solución resultante?

-¿Cómo relacionarías el aumento de la virulencia de las reacciones con el incremento del período en el que los elementos se encuentran?

– ¿Qué elemento generará mayor cantidad de H2 para una misma masa dada? ¿Cómo explicas que el elemento que menos H2 emite sea el que tiene una reacción más explosiva?

-Sabiendo que la reacción libera calor, haz un esquema aproximado de como seria el diagrama de Born-haber correspondiente.

  • Actividades: El Na saltarín

-Prepararemos una actividad de laboratorio en la cual se añada una pequeña cantidad de Na en un tubo de ensayo que contiene una mezcla inmiscible de éter de petróleo con una solución de fenoftaleina en agua. Veríamos como a medida que el Na reacciona con el agua, la solución se vuelve morada debido a la generación de NaOH a la vez que el Na sube y baja en en el éter de petroleo debido a la formación de burbujas de H2. Razonaremos porqué no se observa la ignición del H2.

  • Objetivos

-Relacionar lo aprendido en clase con un caso práctico y llamativo.

-Mostrar un enfoque práctico de las energias de ionización.

-Mostrar un enfoque práctico a las reacciones redox.

-Relacionar las energias de ionización como la entalpia de reacción y observar como esta influye en la combustión del H2.

  • Evaluación:

-Razonar y relacionar correctamente el aumento del período con las energías de ionización.

-Relacionar la disminución de las energias de ionización con el aumento del carácter exotermico de la reacción.

-Identificar los reactivos y productos que intervienen en la reacción.

-Razonar correctamente el pH final de la solución acuosa.

  • Referencias:

-Theodoregray.com. (2016). Alkali Metal Bangs. [online] Available at: http://www.theodoregray.com/PeriodicTable/AlkaliBangs/index.html

-Ciencia en el aula. (2010). Los metales alcalinos y el agua. [online] Available at: https://cienciaenelaula.wordpress.com/2010/12/17/los-metales-alcalinos-y-el-agua

 

César Pelegrín Rellán

 

 

 

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