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METALES PRINCIPALES - Coggle Diagram

- - - - Aproximadamente 0.006% en masa de la corteza terrestre es litio, se encuentra presente en el agua de mar en casi 0.1 ppm en masa.
        
        El litio se combina con hidrógeno molecular a altas temperaturas para formar hidruro de litio.
        2Li + H2 = 2LiH
        
        El hidruro de litio reacciona fácilmente con el agua.
        2LiH + 2H2O = 2LiOH + H2
        
        El Li2O es básico y reacciona con agua para formar el correspondiente.
        Li2O + H2O = 2LiOH
        
        El hidróxido de litio reacciona con dióxido de carbono formando el carbonato.
        2LiOH + CO2 = Li2CO3 + H2O
        
        El LiAlH4 se puede preparar por reacción del hidruro de litio con cloruro de aluminio.
        4LiH + AlCl3 = LiAlH4 + 3LiCl
        
        -El cloruro y el bromuro de litio son sumamente higroscópicos. Por esta razón se usan algunas veces como deshumidificadores y
        acondicionadores de aire.
        
        Algunas sales de litio son muy valiosas como fármacos en el tratamiento de pacientes maniaco depresivos.
      - Comportamientos químicos distintivos
        
        Por combustión, el litio forma el óxido (que contiene el ion O2-
        4Li + O2 = 2Li2O
        
        El nitruro de litio se forma por combinación directa del metal con nitrógeno molecular.
        
        El carbonato y el fosfato de litio son mucho menos solubles que en el resto de alcalinos
    - - El potasio se obtiene por destilación de KCl fundido en presencia de vapor de sodio a 892º C
        
        -Están presentes en los fluidos intra y extracelulares, y son esenciales para el balance osmótico.
        -Ambos son elementos muy reactivos.
        -Se disuelven en amoniaco líquido, siendo útiles en la síntesis de compuestos orgánicos e inorgánicos.
        
        Hidróxido de sodio e Hidróxido de potasio
        
        Contienen propiedades muy similares. Ambos se preparan por electrólisis de las disoluciones acuosas de NaCl y KCL
        
        Nitrato de sodio y nitrato de potasio
        
        El nitrato de sodio, a 500º C aproximadamente se descompone con desprendimiento de hidrógeno.
        2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
        Preparación del nitrato de potasio
        KCl + NaNO3 = KNO3 + NaCl
        
        La pólvora está constituida por nitrato de potasio, carbón de madera y azufre en proporciones de 6:1:1 en masa
        2KNO3 + S + C = K2S + N2 + 3CO2
        
        Carbonato de sodio Na2CO3
        
        Es importante en procesos industriales como: tratamiento de aguas, fabricación de jabones, detergentes, medicinas, industria de vidrio y aditivos alimentarios
        
        Proceso Solvay.
        2NaHCO3 = NaCO3 + CO2 + H2O.
        NH3 + NaCl + H2CO3 = NaHCO3 + H4Cl
      - La forma más conveniente de obtener el sodio metálico es por electrólisis del cloruro de sodio fundido en la celda down
    - - Todos sus isótopos son radiactivos
        
        Su electronegatividad es la más baja conocida y es el segundo elemento menos abundante en la naturaleza
        
        Es un metal alcalino altamente radiactivo y reactivo que se desintegra generando astato, radio y radón. Solo posee un electrón en su capa de valencia
        
        su isótopo más estable, el 223Fr, posee un período de semidesintegración menor de 22 minutos
        
        No hay aplicaciones comerciales para el francio debido a su escasez y a su inestabilidad.Solo ha sido usado en tareas de investigación, tanto en el campo de la biología como en el de la estructura atómica.
- - - - El berilo(Be3Al2Si6O18) es la unica mena importante de berilio. Se puede obtener berilio puro transformando la mena en el oxido(BeO)
        
        Entonces, la mena se convierte en el cloruro o floruro, y al calentarlo a 1000ºC en presencia de magnesio se produce berilio metalico
        
        BeF2(s) + Mg(l) → Be(s) + MgF2(s)
      - El berilio forma numerosos compuestos simples covalentes gaseosos, tales como: BeH2, BeCl2, BeBr2.
      - En muchos de sus compuestos el berilio forma enlaces tetraédricos con el Be en el centro, ejemplos: BeH4-², BeCl4-², BeBr-².
    - - Se encuentra en la brucita[Mg(OH)2]; la dolomita[CaMg(CO3)2] y epsomita(MgSO4•H2O)
        
        El magnesio metálico se obtiene por electrolisis de su cloruro fundido, MgCl2. El magnesio no reacciona con agua fría, pero lo hace lentamente con vapor
        
        Mg(s) + H2O(g) → MgO(s) + H2(g)
        
        Arde brillantemente para formar el oxido y el nitruro:
        2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
        3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
        
        Su oxido reacciona lentamente con agua para formar el hidroxido de magnesio:
        MgO(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(s)
      - El agua de mar es una buena fuente de magnesio. Cada 1.3g de magnesio por kilo de agua de mar
    - - Se encuentra en la piedra caliza, la calcita, el gis y el mármol como CaCO3; en la dolomita, en el yeso como CaSO4•H2O y en la fluorita como CaF2
        
        La mejor forma de preparar calcio metalico es por electrolisis de su cloruro (CaCl2) fundido
        
        Reacciona con agua fría para dar el correspondiente hidróxido(aunque la velocidad de reacción es bastante baja):
        Ca(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(ac) + H2(g)
        
        El oxido de calcio, también llamado cal viva se sintetiza de la manera:
        CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
        
        El hidroxido de calcio, tambien llamado cal apagada se sintetiza a partir de la cal viva y agua:
        CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s)
    - - El estroncio se encuentra como estroncianita SrCO3 y como celestita SrSO4. El bario se encuentra como witherita BaCO3 y como barita BaSO4
        
        El estroncio no tiene usos a gran escala. se extrae por electrolisis de su cloruro fundido
        
        El bario metálico se puede obtener por electrólisis de su cloruro fundido(BaCl2) o por reducción de su óxido de aluminio
        
        3BaO(s) + 2Al(s) → 3Ba(s) + Al2O3(s)
    - - Se encuentra de forma elemental en la naturaleza; su mineral principal es la bauxita(Al2O3•H2O). La ortoclasa(KAlSi3O2), el berilio(Ba3Al2Si6O18), la criolita(Na3AlF6) y el corindón(Al2O3)
        
        Se prepara a partir de la bauxita:
        Al2O3(s) + 2OH-(ac) → 2AlO2-(ac) + H2O(l)
        AlO2(ac) + H3O+(ac) → Al(OH)3(s)
        
        Calentando:
        2Al(OH)3(s) → Al2O3(s) + 3H2O(g)
        
        El aluminio se reduce electrónicamente por el proceso hall:
        
        Se usa la criolita como disolvente del óxido de aluminio
        
        Ánodo(oxidación): 3[2O²- → O2(g) + 4e]
        Cátodo(reducción): 4[Al³+ + 3e- → Al(l)]
        Global: 2Al2O3 → 4Al(l) + 3O2(g)
        
        El aluminio reacciona con HCl y con bases fuertes
        
        2Al(s) + 6HCl(ac) → 2AlCl3(ac) + 3H2(g)
        2Al(s) + 2NaOH(ac) + 2H2O(l) → 2NaAlO2(ac) + H2(g)
        
        El aluminio forma rápidamente el óxido Al2O3 cuando se expone al aire:
        4Al(s) + 3O2(g) → 2AlO3(s)
        
        Este oxido tiene una entalpia de formación exotérmica muy grande(ΔHt= -670Kj/mol): Se usa para la obtención de metales.
        2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(l) + 2Fe(l); ΔH= -852 KJ
        
        El cloruro de aluminio existe como dímero y se hidroliza de la siguiente manera:
        [AlCl3]2(s) + 3H2O(l) → Al(OH)3(s) + 3HCl(ac)
        
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    - - El zinc se presenta sobre todo en forma de esfalerita, ZnS.
        
        El zinc metálico se obtiene por tostación de sulfuro en aire para convertirlo en óxido y después recubrirlo con carbón finamente dividido
        
        2ZnS(l) + 3O2(g) → ZnO(l) + 2SO2(g)
        2ZnO(l) + C(s) → Zn(l) + CO(g)
        
        El zinc metálico se usa para formar aleaciones. Se oxida con facilidad por lo que se usa para dar protección catódica a otros metales menos electropositivos.
        
        Ambos metales son plateados. El zinc es duro y quebradizo, mientras que el cadmio es sumamente suave. Ambos reaccionan con ácidos fuertes para producir hidrógeno gaseoso
        
        Zn(s) + 2H+(ac) → Zn+²(ac) + H2(g)
        Cd(s) + 2H+(ac) → Cd+²(ac) + H2(g)
        
        El zinc también reacciona con bases fuertes:
        Zn(s) + 2OH-(ac) + 2H2O(l) → Zn(OH)4²-(ac) + H2(g) + H2(g)
        
        los óxidos de zinc y cadmio se forman por combinación directa de los metales con oxigeno
        
        2Zn(s) + O2(g) → 2ZnO(s)
        
        O por descomposición térmica del nitrato o del carbono de zinc
        
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        El óxido de zinc es anfótero:
        ZnO(s) + 2NaOH(ac) → Na2ZnO2(ac) + H2O(l)
        ZnO(s) + 2HCl(ac) → ZnCl2(ac) + H2O(l)
      - El cadmio se presenta en bajas cantidades en la mayoria de menas de zinc como CdS.
        
        El cadmio se obtiene del polvo emitido mediante la purificación de zinc por destilación.
    - - Es el único metal líquido a temperatura ambiente
        
        El mercurio metálico es un líquido denso, brillante, plateado, que se congela a -38.9°C y hierve a 357°C
        
        El potencial normal de reducción del mercurio es positivo, no reacciona con el agua ni descompone los ácidos no-oxidantes como el HCl
        
        El mercurio líquido disuelve muchos metales como el cobre, la plata, el oro y los metales alcalinos.