Metales Alcalinos y Alcalinotérreos Jueves, 2 de mayo de 2024 INTEGRANTES CÓDIGO CONTRIBUCIÓN (%) LEIDY SOFIA MOLINA GUZMAN 10241154 33.33 JUAN ESTEBAN ESTUPIÑÁN PÉREZ 5241186 33.33 ERICK GIOVANNI MUÑOZ FORERO 11241207 33.33 1. Abstract In this laboratory, we explore the properties and reactivities of alkali metals using a series of methods and procedures. It begins with the observation of the physical properties such as color, hardness and metallic shine of lithium, sodium and potassium. Subsequently, the reactivity of these metals with water and alcohols is evaluated, determining the order of reactivity and the basic strength of the hydroxides formed. An analysis of the coloration of the flames produced by lithium, sodium and potassium chlorides is also carried out, followed by the demonstration of the bright white light emitted by magnesium in combustion, observing the formation of hydroxides. Finally, the reaction of calcium oxide with water is examined. These experiments provide a detailed understanding of the chemical properties and behaviors of alkali metals, thus enriching knowledge in the field of chemistry. Litio < Sodio < Potasio. 1. Actividad de los elementos alcalinos y alcalinotérreos. Con el fin de una mejor comprensión cabe aclarar que los elementos alcalinos y alcalinotérreos aumentan su reactividad a medida que descienden en sus respectivos grupos en la tabla periódica. En este caso los elementos usados fueron sodio (Na), litio (Li) y potasio (K) son todos parte del grupo 1 de la tabla periódica, por lo que son metales altamente reactivos además al tener una sola valencia electrónica hace que tiendan a perder para formar iones positivos. El litio es el menos reactivo, seguido por el sodio y luego el potasio, que es el más reactivo. Entonces, el orden de actividad de los metales alcalinos es: 3. Basicidad de los elementos alcalinos y alcalinotérreos. Para realizar esta medición se debe usar fenolftaleína que hace cambiar de color según el pH de la solución. En soluciones básicas, se vuelve morado. Al agregarla a las soluciones de hidróxidos de los metales alcalinos, el color morado indica la presencia de hidróxidos y su intensidad refleja su concentración, lo que nos permite comparar la basicidad de los hidróxidos de litio, sodio y potasio. En agua: 1. El método de Downs para la obtención del sodio. 4.1 ¿Qué es? El proceso de obtención del sodio por el método de Downs, se lleva a cabo en una célula electrolítica que consta de un recipiente refractario con una cubierta de grafito y una tapa metálica. A. Litio | B. Sodio | C. Potasio El litio (A) mostró una coloración con fenolftaleína que era mayor que la del sodio (B) pero menor que la del potasio (C). Esto sugiere que el hidróxido de litio (LiOH) es más básico que el hidróxido de sodio (NaOH), pero menos básico que el hidróxido de potasio (KOH). Este recipiente contiene una capa de cloruro de sodio fundido (NaCl) que actúa como electrolito y un cátodo de acero inoxidable sumergido en el electrolito además de que el método de Downs es un proceso utilizado para la obtención de sodio mediante la electrólisis del cloruro de sodio fundido (NaCl) en una celda electrolítica especial llamada célula de Downs. 4.2 Esquema o Cuba de Downs En etanol: A. Litio | B. Sodio | C. Potasio https://es.wikipedia.org/wiki/Proce so_de_Downs El litio (A) fue el menos básico, el sodio (B) el más básico y el potasio (C) tuvo una basicidad intermedia. 5. Industrias nacionales que producen cloruro de sodio. La producción de cloruro de sodio en Colombia se realiza exclusivamente por concesión de contratos de explotación de yacimientos [12], y dentro de las principales minas que existen en Colombia [11] se encuentran las de: - Manaure y Galerazamba, en la costa Caribe - Nemocón y Cundinamarca, Zipaquirá, en - Upín, en Meta. 6. ¿Por qué el magnesio no reacciona directamente con agua? Contrario a la pregunta del cuestionario, el Magnesio si reacciona con el agua pero lo hace de una forma muy lenta, esto es debido a que en su almacenamiento se genera una película de óxido de magnesio que retarda la reacción directa al sumergirlo en agua. La reacción se puede acelerar si se pulveriza y si se calienta agua a altas temperaturas. De cualquiera de estas dos formas, se desprenden burbujas pequeñas de Hidrógeno aumentando la temperatura pasada el tiempo adecuado, y por otro lado se formará hidróxido de magnesio. 7. Comparación de los espectros de emisión de los elementos 7.1. Elementos alcalinos La producción del cloruro de sodio en Colombia se centra en seis (6) concesiones: • • • • • Los espectros de emisión y absorción son un conjunto de líneas discontinuas que son exclusivas a cada elemento químico como las huellas dactilares en los dedos humanos. A continuación, se muestran los espectros de emisión y absorción [9] para los elementos Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra. Brinsa S.A. en Sesquilé Colsalminas Ltda en Zipaquirá Colsalminas Ltda en Nemocón Sama Ltda en Manaure Salcol S.A. Restrepo Imagen x. Berilio. Espectros de emisión y absorción. } 7.2. Colores de la flama como indicador químico: Imagen x. Magnesio. Espectros de emisión y absorción. Observamos el color, la dureza y el brillo metálico de litio, sodio y potasio, pero también se puede observar otra característica como es el color que se produce al someter los diferentes materiales directamente a una flama. Se usó alambre de platino para el ejercicio ya que el platino no altera el color de la llama cuando se inserta dentro de ella, y las muestras se pusieron en el siguiente orden A. Litio | B. Sodio | C. Potasio. Material Color de flama Imagen x. Calcio. Espectros de emisión y absorción. Litio Sodio Potasio Rosado Naranja Violeta La diversidad de colores de las llamas muestra diferencias en la energía liberada durante la excitación de los electrones. Imagen x. Estroncio. Espectros de emisión y absorción. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 6.1. Propiedades físicas de los metales alcalinos: Imagen x. Bario. Espectros de emisión y absorción. Imagen x. Radio. Espectros de emisión y absorción. Observamos el color, la dureza y el brillo metálico de litio, sodio y potasio. Estos metales son conocidos por su color plateado y su brillo característico. La dureza varía entre ellos, siendo el litio el más duro y el potasio el más blando. Esta diferencia en dureza puede deberse a la estructura cristalina de los metales, así como a su reactividad química. 6.2. Reactividad con agua: 6.4. Coloración a la llama: El litio, sodio y potasio reaccionan vigorosamente con agua, desprendiendo hidrógeno gaseoso y formando hidróxidos alcalinos. La reactividad aumenta en el orden litio < sodio < potasio, lo que coincide con la tendencia de reactividad de los metales alcalinos. La fuerza básica de los hidróxidos formados también aumenta en este orden. La coloración de la llama producida por los cloruros de litio, sodio y potasio se debe a la excitación de electrones en los átomos metálicos. La diferencia en la intensidad y color de la llama puede estar relacionada con la energía liberada durante la excitación. Por ejemplo, el litio produce una llama roja, el sodio una llama amarilla y el potasio una llama violeta. 6.5. Metales alcalinos: La luz blanca brillante emitida por el magnesio en la combustión indica la formación de óxido de magnesio, mientras que la reacción del óxido de calcio con agua produce hidróxido de calcio. La fenolftaleína indica la formación de una solución básica, confirmando la naturaleza alcalina de estos compuestos. Conclusiones. A. Litio | B. Sodio | C. Potasio 6.3. Reactividad con alcoholes: La reactividad del sodio con etanol es similar a su reactividad con agua, aunque puede ser menos enérgica. La formación de hidróxido se puede observar mediante el indicador fenolftaleína, y la fuerza básica del hidróxido formado es comparable a la observada en el experimento anterior. In conclusion, the order of activity of alkali metals and alkaline earth elements is determined in the laboratory by observing their reactivity with water and alcohols. Regarding alkalinity, established using phenolphthalein, it was observed that potassium hydroxide is the most basic, followed by sodium hydroxide and then lithium hydroxide. Observing the flame colors of lithium, sodium, and potassium chlorides, as well as the reactions with magnesium oxide and calcium oxide, improves understanding of the alkaline properties of these elements and compounds. The diversity of flame colors shows differences in the energy released during the excitation of electrons. On the other hand, the formation of magnesium oxide and calcium hydroxide was confirmed through the presence of alkaline solutions represented by phenolphthalein, highlighting the tendency of these elements and compounds to form products with alkaline characteristics. These experiments emphasize the importance of understanding the physical and chemical properties of the alkali metal elements and their compounds. Referencias [1] “Entregar en concesión el área de Las Salinas de Galerazamba con los bienes que se encuentran en superficie, para la exploración y explotación de sal marina, así como para el desarrollo de actividades productivas, innovadoras y complementarias a la minería, que beneficien a la comunidad de Galerazamba”. Accedido el 9 de mayo de 2024. [En línea]. Disponible: https://www.anm.gov.co/sites/default/files/ DocumentosAnm/ESTUDIOS%20PREVIOS%20 LP%20No.%20012019%20GALERAZAMBA.pdf [2] “Flame Colors”. Accedido el 9 de mayo de 2024. [En línea]. Disponible: http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Chemical/flame.html http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Chemical/flame.html [3] “Cómo es Nuestra Producción de Sal en Colombia - Sal Montemar”. Sal Montemar. Accedido el 9 de mayo de 2024. [En línea]. Disponible: https://salmontemar.com/produccionmontemar/
