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Metales alcalinos y alcalinotérreos Santiago Lis Ferrucho1/Juan Pablo Ordoñez Barreto2 /Julián Arciniegas3

RESUMEN Introducción: Este laboratorio toma su importancia al lograr identificar métodos físicos y químicos con los cuales podemos lograr la diferenciación entre los metales alcalinos y los alcalinotérreos además de lograr la observación de los cambios que sufren estos al exponerlos a llama y al contacto con el agua estableciendo así su basicidad. El objetivo de este laboratorio consistía principalmente en diferenciar los metales alcalinos de los alcalinotérreos utilizando sus propiedades físicas y químicas, también otro de los objetivos fue determinar las coloraciones de los metales alcalinos a la llama y por ultimo determinar la reactividad de los alcalinos y los alcalinotérreos al contacto con el agua y establecer las fuerzas básicas de sus respectivos hidróxidos. Con respecto a los materiales y métodos utilizados en primera instancia se tomó un pequeño pedazo de sodio metálico con la espátula que se colocó sobre un papel de filtro para poder observar sus propiedades como la dureza y el brillo, este procedimiento se repitió con el litio y el potasio ambos en estado sólido. Luego como segundo experimento se tomaron estos mismos elementos y se sometieron a una reacción con el agua donde se observaba su reactividad y energía desprendida y cuando terminara la reacción se adicionaba una gota de fenolftaleína para determinar su fuerza básica. Después de esto, se dispuso a poner un pedazo de sodio metálico en un tubo de ensayo que contenía etanol observando su reactividad, energía desprendida y presencia de hidróxido luego de adicionar una gota de fenolftaleína. Como cuarto experimento se pusieron en 3 tubos de ensayo diferentes 2ml de solución de cloruro de litio, cloruro de sodio y cloruro de potasio para con un asa de platino impregnada con estas soluciones por aparte colocarlas en el cono exterior de la llama de un mechero y determinar la coloración de cada uno de los metales. y como último experimento se tomó una cinta de magnesio con unas pinzas y se expuso a una llama hasta que se observara una luz blanca brillante, luego el magnesio se introdujo en agua en una capsula de porcelana para determinar la formación de hidróxidos con una gota de fenolftaleína, este último paso se repitió con oxido de calcio. Como resultados de estos experimentos en el primero resulto que estos tenían un ligero cambio de color aumentaba un poco su brillo. En el segundo experimento todos los metales reaccionaron desprendiendo energía y vapores, y al agregar la fenolftaleína se mostró que todos formaban bases. En el tercer experimento resulto que el sodio era el que más rápido reaccionaba y desprendía más energía que los otros, el segundo que más rápido reaccionaba era el potasio también desprendiendo energía, pero en menor proporción y por último el litio tenía una reacción muy lenta y no se alcanzaba a determinar el desprendimiento de energía, al agregar la gota de fenolftaleína todos tenían una fuerza básica debido a el color violeta que se generaba. En el cuarto experimento con la llama de sodio se generaba un color más amarillento que los demás, con el litio se observa un claro color naranja y con el potasio en nuestro experimento se observó una flama naranja, aunque esta tiene un color violeta. Este cambio de color es debido a que al calentar estas sustancias hace que los electrones pasen a su estado fundamental o estado excitado. Y por último la lámina de magnesio luego de reaccionar con la llama y generar la luz blanca al ponerse en el recipiente con agua formo una base al igual que el óxido de calcio. Como conclusiones podemos notar como tanto los metales alcalinos como los alcalinotérreos reaccionan con facilidad por lo cual es difícil encontrarlos en su estado natural y que tienden a formar hidróxidos.

PALABRAS CLAVE: Alcalinos, alcalinotérreos, bases, propiedades físicas, metales ABSTRACT Introduction: This laboratory takes its importance to identify physical and chemical methods with which we can achieve the differentiation between alkaline and alkaline earth metals in addition to achieving the observation of the changes they suffer when exposed to flame and contact with water establishing thus its basicity. The objective of this laboratory was mainly to differentiate the alkaline metals from the alkaline earth using its physical and chemical properties, also another objective was to determine the colorations of the alkaline metals to the flame and finally to determine the reactivity of the alkaline and alkaline earth in contact with water and establish the basic forces of their respective hydroxides. With respect to the materials and methods used in the first instance a small piece of metallic sodium was taken with the spatula that was placed on a filter paper to observe its properties such as hardness and brightness, this procedure was repeated with lithium and potassium both in solid state. Then, as a second experiment, these same elements were taken and subjected to a reaction with the water where their reactivity and detached energy was observed and when the reaction was finished, a drop of phenolphthalein was added to determine its basic strength. After this, he set out to put a piece of metallic sodium in a test tube containing ethanol observing its reactivity, energy released and presence of hydroxide after adding a drop of phenolphthalein. As a fourth experiment, 2ml of lithium chloride solution, sodium chloride and potassium chloride were placed in 3 different test tubes with a handle of platinum impregnated with these solutions and placed in the outer cone of a lighter flame. determine the coloration of each of the metals. and as a last experiment a magnesium strip was taken with tweezers and exposed to a flame until a bright white light was observed, then the magnesium was introduced into water in a porcelain dish to determine the formation of hydroxides with a drop of water. phenolphthalein, this last step was repeated with calcium oxide. As results of these experiments in the first result that these had a slight change of color increased its

brightness a little. In the second experiment all the metals reacted by releasing energy and vapors, and by adding phenolphthalein it was shown that they all formed bases. In the third experiment it turned out that sodium was the fastest reacting and gave off more energy than the others, the second that reacted the fastest was potassium also releasing energy, but to a lesser extent and finally the lithium had a very slow reaction and it was not possible to determine the detachment of energy, when adding the droplet of phenolphthalein, they all had a basic strength due to the violet color that was generated. In the fourth experiment with the sodium flame a more yellowish color was generated than the others, with the lithium a clear orange color is observed and with the potassium in our experiment an orange flame was observed, although this one has a violet color. This change in color is due to the fact that heating these substances causes the electrons to pass to their ground state or excited state. And finally the magnesium plate after reacting with the flame and generating the white light when put in the container with water formed a base like calcium oxide. As conclusions we can note how both the alkaline and alkaline earth metals react easily, which is why it is difficult to find them in their natural state and tend to form hydroxides.

KEY WORDS: Alkaline, alkaline earth, bases, physical properties, metals

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio se llevó a cabo la diferenciación de los metales alcalinos y alcalinotérreos que son aquellos que se encuentran en el grupo I Y II de la tabla periódica, los metales alcalinos por lo general como propiedades suelen tener alta conductividad eléctrica, alta conductividad calórica, brillo metálico y maleabilidad además de una tendencia formar cationes, es decir que tienden a ceder su ultimo electrono para formar enlaces , estos elementos suelen reaccionar fácilmente con el agua desprendiendo gases de hidrogeno como en el experimento y por esta razón no se encuentran en la naturaleza libres, normalmente se encuentran en minerales o sales. Por otro lado, los metales alcalinotérreos suelen ser menos reactivos que los metales alcalinos, estos elementos además arden con el oxígeno por lo que no se encuentran en estado natural y su estructura es diferente ya que estas son cristalinas. El objetivo general de esta práctica se basa en determinar los elementos alcalinos y alcalinotérreos por medio de sus propiedades físicas y químicas como su cambio de color al ser sometido a las llamas y establecer su reactividad, así como la fuerza básica de sus hidróxidos.

METODOLOGÍA (MATERIALES Y MÉTODOS) En este laboratorio se hizo uso de diferentes materiales para la experimentación de las propiedades físicas de los alcalinos y los alcalinotérreos su reactividad con los diferentes compuestos y poderlos diferencias uno del otro se hicieron los siguientes pasos en cada prueba:

A.

Se utilizar los siguientes materiales: 1. pinzas 2. litio metálico 3. papel de filtro 4. potasio 5. sodio 6. tubo de ensayo 7. agua 8. fenolftaleína 9. etanol

B.

10. Cloruro de litio 11. Cloruro de sodio 12. Cloruro de Potasio 13. Mechero 14. cinta de magnesio 15. capsula de porcelana Con los anteriores materiales se realizaron los siguientes experimentos

Reactividad con agua A. Utilizar los siguientes materiales: 1. Sodio 2. Potasio 3. Litio metálico 4. Papel Filtro 5. tubo de ensayo 6. Agua 7. fenolftaleína B. C. D. E. F. G. H.

Se ponen agua en tres tubos de ensayo diferentes A los diferentes tubos se le agrega al tubo1 sodio, al tubo2 potasio y al tubo 3 litio Se observa la reactividad y la energía que producen estos elementos con el agua Se espera a que alla pasado su energía en de cada elemento en el agua Se le echa una gota a cada tubo de fenolftaleína Se bate bien cada tubo de ensayo Se observa que pasa en cada tubo

Reactividad con alcohol A. Utilizar los siguientes materiales: 1. Sodio 2. Potasio 3. Litio metálico 4. Papel Filtro 5. tubo de ensayo 6. etanol 7. fenolftaleína B. C. D. E. F.

Se pone etanol en tres tubos de ensayo diferentes A los diferentes tubos se le agrega al tubo1 sodio, al tubo2 potasio y al tubo 3 litio Se observa la reactividad y la energía que producen estos elementos con el etanol Se espera a que haya pasado su energía en de cada elemento en el etanol Se le echa una gota a cada tubo de fenolftaleína

G. H.

Se bate bien cada tubo de ensayo Se observa que pasa en cada tubo

Coloración a la llama A. Utilizar los siguientes materiales: 1. Cloruro de Sodio 2. Cloruro Potasio 3. Cloruro Litio 4. Mechero 5. Asa de platino B. C. D. E. F.

Poner una gota de cloruro de potasio en el asa de platino Poner esa gota en el mechero Observar la coloración y su cambio Esperar a que se pague por si sola la gota Repetir estos pasos con las otras dos sustancias

Metales Alcalinotérreos A. Utilizar los siguientes materiales: 1. cinta de magnesio 2. Pinzas 3. Mechero 4. Capsula de porcelana 5. fenolftaleína 6. agua B. Coger con las pinzas los dos cm de cinta de magnesio C. Poner la cinta en la llama del mechero D. Esperar que se desprenda una luz blanca brillante E. Introducir la cinta de magnesio en la capsula de porcelana con agua F. Esperar su reacción G. Echarle una gota de fenolftaleína H. Mezclar I. Mirar su reacción.

reacción con etanol

Al agregar el etanol en el tubo de ensayo con los pedazos de litio sodio y potasio no suceden cambios respecto a los hidróxidos , con diferencia del litio que al reaccionar con el etanol la tonalidad de la fenolftaleína es más clara, en la coloración de la llama el litio prendió con facilidad con una coloración muy blanca, en cambio el sodio apenas encendió el cono del asa de platino con una coloración rojiza amarillento el potasio con un rojizo anaranjado, todo esto a que el litio tiene propiedades más inflamables que potasio y sodio (los cloruros).Al prender la cinta de magnesio en el mechero la cinta se tornó blanca que pronto genera vapor al ser sumergida en la cápsula de porcelana con agua al colocarse fenolftaleína se torna fucsia oscuro por su alta energía de ionización.

RESULTADOS Al colocarse sodio, litio, y potasio en el papel filtro el litio tiene mas dureza que los otros dos, mientras que el potasio y el sodio son más blandos, siendo el sodio con mayor brillo ,luego con la reactividad al insertar de los tres trozos de los metales en el tubo con agua; donde el litio no reacciona, el sodio reacciona lentamente y el potasio reacciona rápidamente después de contactarse con el agua deshaciéndose rápidamente ,después al colocarle la fenolftaleína el hidróxido de litio no es muy fuerte, tiene una apariencia fucsia transparente, el hidróxido de sodio tiene una apariencia más blanquecina ,mientras que el hidróxido de litio, la fenolftaleína torna un fucsia oscuro ,todo esto sucede que tiene mayor energía de ionización ,con 5,39 sodio con 5.14 y potasio con 4,34 KJ/mol respectivamente.

reacción con agua.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la práctica se tuvieron como observaciones principales como la clasificación de las propiedades de los metales alcalinos y alcalinotérreos, esto incluye sus riesgos, dureza, solubilidad todo esto sometido a la fenolftaleína para hallar su nivel de acidez, luego se pone etanol para comprobar su acidez con dicho alcohol. Para explicar la peligrosidad de los metales se colocan al mechero de Fischer (no original) para observar lo ocurrido con los hidróxidos mezclados con la llama, su peligrosidad depende de más clara sea la coloración del asa. Y para determinar los elementos alcalinotérreos se usó magnesio, uno de sus elementos principales Con el objetivo de determinar las propiedades químicas de este elemento por medio de la llama y la fenolftaleína.

5) el magnesio no reacciona directamente con el agua, ya que el magnesio es un elemento poco reactante, pero su reactividad aumenta con el número de oxígenos, a mayor cantidad más riesgo de peligro hay en una reacción 6)\ los espectros de emisión dependen de mayor intensidad de onda cuando se somete el elemento a la luz, preferiblemente el sodio y calcio. Además de lo anterior mencionado, la energía de ionización es importante cuando se habla de reacciones con metales, al mayor sea esta energía mayor será la coloración del metal.

BIBLIOGRAFÍA https://es.slideshare.net/andresFSV/metales-alcalinos-yalcalinotrreos-4118765 https://aliciadiazcobo.files.wordpress.com/2011/10/ud3_3c2ba eso_metales.pdf http://ocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/materialesii/contenidos/METALES%201.pdf https://www.uv.es/~borrasj/ingenieria_web/temas/bloque_2/te ma_10_alcalino_terreos/tema_10_alcalino_terreos.pdf

reacción con el magnesio antes de oscurecerse

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/alcalinoterreos_14 27.pdf https://jcruiz.webs.ull.es/pdf/TEMA3_Alcalinos-c.pdf

COCLUSIONES Con este laboratorio se pudieron realizar varias conclusiones como que al someter metales alcalinos al agua y a alcohol no tienen el mismo nivel de basicidad. Además, que ambos reaccionan con facilidad por lo cual no se encuentran en su estado natural. También, que a mayor energía de ionización es más propenso a reaccionar con el agua y que son propensos a generar hidróxidos. RESPUESTAS A PREGUNTAS DEL ANEXO 1)por orden de actividad fe los elementos alcalinos o de número atómico creciente. litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio orden por alcalinotérreos berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario, radio 2) la basicidad se mide según el pH, por lo tanto, los de mayor basicidad son el sodio y el litio con 12 y 14 respectivamente 3)el método de Downs se halla por electrólisis de CaCl2 seco fundido, que consiste en introducir en una cuba de paredes refractarias de NaCl junto con CaCl2 para rebajar el punto de fusión de la sal común desde 800 ºC a 590 ºC; el ánodo de grafito se eleva desde la parte inferior y en él se desprende cloro que se recoge por una campana de hierro cuyo borde rodea un canal en el que se acumula el sodio producido en el cátodo. Como subproducto se obtiene calcio. 4)cerrejón, minas de Zipaquirá y Manaure

http://fresno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/ArchivosPDF/11 Qu%EDmicaDescriptiva.pdf https://prezi.com/od5hidl39sor/metales-alcalinos-yalcalinoterreos/