Metales Reactivos

PRESENTACION

Señor docente del Curso Materiales de Ingeniería de la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Andina del Cusco.

Tengo el agrado de presentarle el siguiente trabajo que titula “Metales Reactivos”, trabajo realizado con mucho esmero; habiendo revisado diferentes bibliografías y libros se ha recopilado todo lo trascendental de este tema tan importante para mi aprendizaje.

Atentamente

El alumno.

¿QUE ES EL METAL ?

La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo cual le da su peculiar brillo.

METALES REACTIVOS

CONCEPTO.- (reactive metals) Tipo de metal que se somete a una reacción química al combinarse con elementos tales como oxígeno, hidrógeno o nitrógeno. Entre los metales reactivos se incluyen titanio, níquel y magnesio.

Más o menos el 80 de los elementos son metales, algunos de los cuales se encuentran entre las sustancias más útiles de nuestra civilización industrial. En el mundo antiguo era bien conocido el oro, la plata, el cobre. Estos metales se encuentran libres en la naturaleza. También se conocían y utilizaban el hierro, plomo, estaño, mercurio. En el mundo actual el hierro, plomo, cobre, níquel, cromo, zinc, aluminio figuran entre los metales más importantes.

Los metales altamente reactivos no se encuentran en la naturaleza en estado elemental, ya que forman compuestos muy estables que son difíciles de separar.

El grupo mas activo lo constituyen los metales alcalinos , qiue siempre se encuentrna en la naturaleza en forma de compuestos , pues su único electron contenido en la ulktima capa puede ser facilmetne cedido , poseyendo gran reactividad. Se los obtiene por procesos químicos , usando poderosos agentes reductores , como el carburo el calcio, o el carbón. Conforman el grupo I de la tabla periodica . son el litio el sodio, el potasio, el rubsidio, el cesio, y el francio . el sodio y el potasio abundan en la corteza terrestre y en la composición de los amres. Los metqles alcalinos son blandos , siendo el mas duro el litio.

Metales Alcalinos

Los metales alcalinos son aquellos que están situados en el grupo 1 de la tabla periódica. Todos tienen un solo electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo, con lo que forman un ion mono positivo, M+. Los alcalinos son los del grupo IA y la configuración electrónica del grupo es ns¹. Por ello se dice que se encuentran en la zona “s” de la tabla.

Propiedades

Los metales alcalinos son metales muy reactivos, por ello se encuentran siempre en compuestos como óxidos, haluros, hidróxidos, silicatos, etc. y no en estado puro.

Son metales blandos (contrario a duros, pueden ser rayados; no confundir con frágil, contrario a tenaz “que puede romperse”).Los metales alcalinos tienen un gran poder reductor; de hecho, muchos de ellos deben conservarse en aceite mineral o gasóleo para que su elevada reactividad no haga que reaccionen con el oxígeno o el vapor de agua atmosféricos. Son metales de baja densidad, coloreados y blandos.

Reacciones

• Reaccionan fácilmente con halógenos para formar sales iónicas (haluros) y con azufre para formar sulfuros.

2M + X2 —> 2MX 2M + S —> M2S

• Reaccionan con el hidrógeno al calor, formando hidruros.

2M + H2 —> 2MH

• Reaccionan con el agua para producir hidrógeno e hidróxidos. Estas reacciones varían desde efervescencia con Li hasta explosividad con los elementos inferiores en la tabla, donde el H2 liberado se enciende.

2M(s) + 2H2O —> 2MOH(aq) + H2(g)

• Reaccionan con oxígeno: óxido, Li O 2?, peróxido, Na 2 O 2?, y superóxidos, MO, donde M=K, RB, Cs.

• Solo el litio reacciona con nitrógeno formando nitruro de litio.

6Li + N2 —> 2Li3N

Por último destacar la reactividad en agua de estos componentes. El litio y el sodio producen luz; los demás metales alcalinos reaccionan muy violentamente produciendo gran cantidad de energía. Las bases formadas por metales alcalinos son bases muy fuertes reaccionan fácilmente con maricas halógenos para formar sales iónicas haluros y con azufre para formar sulfuros

Hidrógeno

El hidrógeno, con un único electrón, se sitúa normalmente dentro de la tabla periódica en el mismo grupo de los metales (aunque otras veces aparece separado de éstos o en otra posición). Sin embargo, para arrancar este electrón es necesaria mucha más energía que en el caso de los alcalinos. Como en los halógenos, el hidrógeno sólo necesita un electrón para completar su nivel de energía más externo, por lo que en algunos aspectos el hidrógeno es similar a los halógenos; en su forma elemental se encuentra como una molécula diatómica, H2, e incluso puede formar sales, llamadas hidruros, MH, con los alcalinos, de forma que el metal le da un electrón al hidrógeno, como si el hidrógeno fuera un halógeno.

Por este motivo, además de que no comparte sus propiedades en los enlaces y otras, no se considera al hidrógeno un alcalino, sino un gas, no metal, cuya configuración electrónica en estado fundamental es 1s1

Los metales alcalinos son:

• El litio (Li)

• El sodio (Na)

• El potasio (K)

• El rubidio (Rb)

• El cesio (Cs)

• El francio (Fr)

Estos elementos pertenecen todos al Grupo 1 o IA de la Tabla Periódica. El nombre de esta familia proviene de la palabra árabe álcalis, que significa cenizas; ya que los primeros compuestos de sodio y potasio fueron descubiertos en cenizas de maderas.

También, al reaccionar con agua, estos metales forman hidróxidos, que son compuestos que antes se llamaban álcalis.

Son metales blandos, tan es así que el sodio se puede cortar fácilmente con un cuchillo. Al cortarlos o fundirlos se observa su color plateado y su brillo metálico.

Los metales alcalinos son de baja densidad. Li, Na y K son menos densos que el agua. El Li es el más duro y a la vez el menos denso. El Cs es el más blando y el más denso.

Tienen puntos de fusión bajos, comprendidos entre 181ºC para el Li y 28.7ºC para el Cs.

Estos metales son los más activos químicamente. Por ejemplo: el sodio reacciona enérgicamente con el agua, mientras flota, desprendiéndose gases de hidrógeno. El potasio reacciona aún más violentamente que el sodio.

Por estos motivos, esta clase de metales no se encuentran en estado libre en la naturaleza, sino en forma de compuestos, generalmente sales.

Los elementos sodio y potasio son componentes fundamentales de los seres vivos. Se encuentran en forma de iones, cuyas propiedades son muy diferentes a la de los metales.

El NaCl (cloruro de sodio) es el soluto mas abundante en el agua del mar. El KNO3 (nitrato de potasio) es el salitre, y abunda en algunos yacimientos, especialmente en Chile.

Grandes depósitos naturales de compuestos de litio se encuentran en el fondo de lagos que se secaron.

El rubidio y el cesio son muy escasos. El francio es altamente radiactivo y de muy corta vida (22 minutos), por lo que es mucho más escaso aún.

Características.

El Sodio - Na.

Si bien su existencia ya era conocida, fue obtenido en estado de pureza por primera vez en 1807 por el inglés Sir Humphry Davy (1778 - 1889); mediante el procedimiento de electrolisis del hidróxido sódico. Su nombre procede del latín“sodanum” (soda o sosa) y su símbolo deriva también del latín “natrium” nombre que se aplicaba al nitrato de sodio. (Existe una peculiaridad idiomática, por la cual en el Río de la Plata, para referirse a algunos compuestos del sodio, se emplea la palabra “soda”, mientras que España se utiliza el vocablo “sosa”.)

Principales características

o Su color es blanco, plateado

o Muy blando

o Muy reactivo

o Se oxida fácilmente al exponerlo al aire

o Reacciona violentamente con el agua formando hidróxido de sodio e hidrógeno

Propiedades

o Número atómico: 11

o Punto de ebullición: 883ºC

o Punto de fusión: 98ºC

o Densidad: 0.97 g/cm3

o Masa atómica: 22,98977

El sodio solamente se halla en la naturaleza en combinación con otros elementos. Es el séptimo elemento en cuanto a su abundancia de la corteza terrestre y es un componente esencial de los tejidos vegetales y animales. Se encuentra en el mar y lagos salinos, bajo la forma de cloruro de socio (NaCl) - la sal marina - disuelto en las aguas, de las que se extrae por evaporación, en forma de cristales.

Debido a su gran reactividad al agua, que incluso hace que reaccione con la humedad del aire, en estado puro es necesario conservarlo sumergido en un derivado aceitoso de petróleo, como aceite lubricante, o vaselina líquida.

En presencia del cloro, basta exponerlo a la luz para que se combine formando cloruro sódico.

Su obtención se realiza mediante electrólisis

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