QUÍMICA INORGÁNICA 1 SERIE 7 “METALES ALCALINOS”

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE  MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

 QUÍMICA INORGÁNICA 1

   SERIE 7 “METALES ALCALINOS”

Integrantes:

Cruz Callejas Alicia Abigail

Cruz Domínguez Sandra Maciel

Diaz Malvaez Emmanuel Josue

González Alvarado Josue

Gonzalez Contreras Abigail

González Chavarría Natalia

Juárez Mercado Karina Eurídice

Mejía García Estefanía

Mondragón Contreras Nayeli

Ramirez Marquez Sandra Paulina

Soriano Rodríguez Deni Blanca

Soto López Ismael Alejandro

Urbina García Viridiana

Grupo: 8

Profesor: Marcos Flores Alamo

Fecha de entrega: 25 de octubre de 2017.

10.1 Escriba ecuaciones químicas balanceadas para cada una de las siguientes reacciones:  

1. Sodio metálico con agua

2Na(s) + 2H2O 2NaOH(aq) + H2(g)[pic 1]

1. Rubidio metálico con dioxígeno

Rb + O2 → RbO2

1. Hidróxido de potasio sólido con dióxido de carbono

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O

1. Calentamiento de nitrato de sodio sólido

2 NaNO3  → 2 NaNO2 (s) + O2 (g)

10.2 Escriba ecuaciones químicas balanceadas para cada una de las reacciones siguientes:

1. Litio metálico con dinitrógeno

[pic 2]

1. Dióxido de Cesio sólido con agua  

[pic 3]

1. Calentamiento de Hidrogenocarbonato de sodio sólido

2 NaH C O 3 → KNa2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

1. Calentamiento de nitrato de amonio sólido  

[pic 4][pic 5]

10.3 ¿En qué aspectos los metales alcalinos se parecen a los metales típicos?.¿En qué sentido son muy diferentes?

Como el resto de los metales, los metales alcalinos son maleables, dúctiles y buenos conductores del calor y la electricidad. A diferencia de los demás metales los alcalinos reaccionan violentamente con el agua liberando gas hidry se oxidan con mucha facilidad, son más estables sin un electrón.

10.4 ¿Cual es metal alcalino menos reactivo porque esto es inesperado con base en los potenciales de oxidación estándar? ¿Qué explicación puede darse?

El litio debido a que el ion es muy pequeño. [pic 6]

10.5 Describa tres características comunes de la química de los metales alcalinos.

• Los iones de metales alcalinos siempre tienen un número de oxidación de +1, y casi todos los compuestos son sólidos iónicos estables.
• Los compuestos son incoloros a menos que contengan un anión colorido como cromato o permanganato.
• La mayoría de las sales de metales alcalinos son anhídridas.

10.6 Un metal alcalino, denotado por M, forma un sulfato hidratado M2SO4 * 10H2O. ¿Es más probable que el metal sea sodio o potasio?, explique su razonamiento.

De potasio; ya que el sodio al ser más reactivo no existe en la naturaleza por lo que se fabrica mediante un proceso  

10.7 Sugiera una posible razón por la que el hidróxido de sodio es mucho más soluble en agua que el cloruro de sodio.

Porque el hidróxido de sodio, tiene un radical OH- que interacciona con las moléculas de agua de tipo puente de hidrógeno, por otro lado el cloruro sólo puede formar interacciones de tipo dipolo-dipolo, las cuales son un poco más débiles que las de tipo puente de hidrógeno.

10.8 En el recuadro acerca de Litio y la salud mental, mencionamos que el investigador usó la sal de litio en sus experimentos con un anión orgánico grande porque el compuesto era más soluble en agua. ¿Por qué cabría esperar eso?

Porque al ser los metales alcalinos los cationes menos polarizables necesitan unirse a un anión grande, para así poder formar un compuesto que pueda interactuar con el agua.  

10.9 La celda Downs se usa en la preparación de sodio metálico.

 a) ¿Por qué no puede efectuarse la electrólisis en solución acuosa?

Porque habría una descomposición de las moléculas de agua en hidrógeno molecular y oxígeno molecular.

b) ¿Por qué se añade cloruro de calcio?

Porque se requieren electrones para reducir al catión sodio y llevarlo a  sodio metálico, de acuerdo con la siguiente reacción, el cloruro es el donador de electrones.

[pic 7]

10.10 ¿Por qué es importante usar una temperatura de alrededor de 850°C en la extracción de potasio metálico?

Industrialmente el potasio se extrae químicamente, pues la extracción en una celda electrolítica es muy peligrosa debido a la gran reactividad del metal. El proceso químico implica una reacción entre el sodio metálico y el cloruro de potasio fundida a unos 850ºC:

Na(l) + KCl(l) ↔ K(g) + NaCl(l)

A pesar de que el equilibrio se encuentre desplazado hacia la izquierda, a dicha temperatura el potasio está en estado gaseoso, es por ello que podemos utilizar el principio de Le Châtelier para dar un impulso a la reacción hacia la derecha.

10.11 Describa las ventajas y desventajas de la celda de diagrama para la producción de hidróxido de sodio.

 Celda de diagrama de Nelson

Un diagrama poroso de amoniaco o de óxido de metal con polímero separa los compartimientos anódico y catódico.[pic 8]

La membrana evita los iones hidróxido entren en el compartimiento del ánodo y evita que los iones de cloruro entren en el compartimiento del cátodo.

La salmuera saturada entra en el compartimiento del ánodo donde se produce gas de cloro.

El Na+ migra a través del diafragma al compartimiento del cátodo combinándose con OH- PARA FORMAR NaOH.

Reacción celular general (mostrando iones espectadores Na+)

2H2O(l) + 2Cl-(ac) + 2Na+  2Na+(ac) + 2 OH-(ac) + H2(g) + Cl2(g)

El producto contiene cloruro de sodio e hidróxido de sodio. El NaOH(s) se puede cristalizar.

Ventaja: Usa salmuera menos pura. Más bajo consumo eléctrico porque el proceso es más eficiente.

Desventaja: Producto diluido y contaminado con cloruro (NaOH 11%). El cloruro suele estar contaminado con oxígeno. Riesgos de asbesto.

10.12 Varios de los compuestos de metales alcalinos tienen nombres comunes. Dé el nombre sistemático que corresponde a:

1. La sosa cáustica

hidróxido de sodio

1. Las cenizas de sosa

carbonato de sodio

1. La sosa para lavar

carbonato de sodio decahidratado

10.13 Varios de los compuestos de metales alcalinos tienen nombres comunes. Dé el nombre sistemático que corresponde a:

1. potasa cáustica

hidróxido de potasio

1. trona

sesquicarbonato de sodio

1. lejía

hipoclorito de sodio

10.14 Explique el significado de:

1. eflorescencia

Es la propiedad que poseen algunos minerales y sustancias químicas (hidratos) de reducirse a polvo por si mismos por pérdida de agua de cristalización al ser expuestos al aire.

1. relación diagonal

La relación entre el litio y los metales alcalinotérreos a veces se describe como relación lineal,es decir el parecido entre las propiedades de un elemento del período 2 y las del elemento de del periodo 3 que está abajo a su derecha.

Las relaciones diagonales son semejanzas de propiedades entre vecinos diagonales en los grupos principales de la tabla periódica.

La relación diagonal se debe en parte a las características de radio atómico y energía de ionización de esos elementos.

10.15 Expliqué el significado de:

1. supermetales

Los metales alcalinos reciben el nombre de supermetales, el nombre viene de su reactividad, pues cumplen con la reactividad general que debería tener un metal. Les sobra un electrón para ser estables.

     (b) delicuescente

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