Metales Alcalinos Terreos

26/03/2012

INTRODUCCIÓN

Los metales alcalino-térreos no existen libres en la naturaleza; en cambio se encuentran con relativa abundancia sus carbonatos y sulfatos. Los metales alcalino-térreos son de color blanco argentino y cristalino. Se combinan fácilmente con el oxigeno si se exponen al aire; el bario es el elemento más activo del grupo. 1

Como los metales alcalino-térreos son químicamente muy activos, se preparan por electrolisis de sus sales fundidas, especialmente de los cloruros. los elementos típicos de los periodos cortos 2º y 3º, son el berilio y el magnesio, subdividiéndose después en los periodos largos en los elementos del subgrupo A. la estructura electrónica del último nivel de energía es ns2 , siendo n=2,3,4,5,6,7 , correspondiente al número del periodo en el que se encuentra el elemento. Estos son bastantes activos y divalentes, pues si bien la expulsión de los dos electrones exige una absorción elevada de energía, la energía reticular en los cristales y la energía de hidratación en lo iones; l compensa con creses y el proceso de formación de los mismos es en conjunto fuertemente exotérmico; de conformidad a ellos los potenciales estándar de electrodo son tan negativos como lo de los metales alcalinos.1

El comportamiento anormal del berilio, pues bastante menos activo que los restantes metales del subgrupo, lo cual se debe a su menor tamaño, ya que hace más difícil la expulsión de los dos electrones y explica la tendencia del elemento a formar enlaces covalentes, a que su dureza sea relativamente alta ya que funda a elevada temperatura. El berilio, el primer miembro de los elementos del grupo II se comporta más como el Aluminio, segundo miembro del grupo III, que como un metal alcalinotérreo tipo, este modelo de comportamiento es similar al del litio del grupo I, que se comporta como un metal del grupo II2.

El óxido de cada unos de los metales alcalinotérreos exceptuando el del berilio, es un anhídrido básico: según Choppin y colaboradores se puede representar de la siguiente manera2:

MO(s) + H2O (l) M(OH)2 Ec. 1

Cuando M es Mg o Ca, el M(OH)2 es insoluble, cuando M es Sr o Ba es soluble. El Hidróxido de berilio como el del aluminio es anfótero y según Choppin se disocian de la siguiente manera2:

Be(OH)2(s) + 2 H3O+1 (aq) Be +2 + 4 H2O(l) Ec. 2

Be(OH)2(s) + 2 OH-1 (aq) Be(OH)4-2(aq) Ec. 3

Ion tetrahidroxoberilato (II)

Por su pequeño tamaño iónico y su doble carga positive el ion Be+2 tiene una densidad de carga muy alta. Los compuestos que tienen berilio en el estado de oxidación +2 son altamente covalentes. De hecho, los haluros de berilio (BeX2) en estado de fusión son malos conductores de a electricidad. Los compuestos de berilio (II) se pueden comparar como muchos compuestos de aluminio (III). Por ejemplo así como el cloruro de aluminio existe como un dímero molecular, el cloruro de berilio igualmente. De la misma manera que el ion Al(H2O)6+3 en estado acuoso está muy hidrolizado, lo mismo sucede con el ion Be(H2O)4+2, según Choppin2:

Be(H2O)4+2 (aq) + H2O (l) Be(H2O)3 (OH)+1(aq) + H3O+1 (aq) Ec. 4

Tomando en cuenta lo anteriormente expuesto esta práctica tiene por objeto el estudio de las propiedades del grupo IIA (alcalinotérreos)

PARTE EXPERIMENTAL

Actividades de los metales sobre el agua

Se tomaron trocitos de magnesio en cinta se colocaron en agua fría, agregando seguidamente fenolftaleína. Posteriormente se calentó el tubo de ensayo. Dicha experiencia se repitió usando calcio y se anotaron los resultados. Como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Actividades de los metales sobre el agua

Actividades de los metales sobre el ácido clorhídrico

Se disolvieron los metales magnesio y calcio en HCl diluido, previamente trasvasado a sus respectivos tubos de ensayos, se observaron las reacciones y se observaron los resultados como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Actividades de los metales sobre el ácido clorhídrico

Hidrólisis de Mg (prueba con reactivo de Nessler y con fenolftaleína)

En primer lugar se expuso a la llama el magnesio, el resultado fue hidrolizado y posteriormente calentado suavemente. Se demostró si produjo olor y se ensayo en un tubo de ensayo con reactivo de Nessler y en otro con fenolftaleína como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Prueba del reactivo de Nessler

Identificación de los metales alcalinotérreos por coloración de la llama.

Estos metales no fueron expuestos a la llama del mechero, en su lugar se utilizaron sus sales respectiva para observar los colores de la llama que estos desprendieron, como se muestra en la figura 4.

Figura 4. Identificación de los metales alcalinotérreos por coloración de la llama.

DISCUSIÓN

Actividades de los metales sobre el agua

Los metales alcalinotérreos, (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) en sus compuestos tienen una valencia positiva igual a 2, debido a que la capa electrónica exterior de sus átomos hay dos electrones que se pierden fácilmente por la acción de agentes oxidantes. En la serie electroquímica todos estos metales están por arriba del hidrógeno, y por consiguiente, se oxidan fácilmente con el agua en frío (Ca-Ra) o en caliente (Be y Mg), para producir sus hidróxidos respectivos, según V. Semishin por medio de la siguiente reacción3:

Como se muestra en la reacción anterior el calcio y el magnesio en esta experiencia reaccionaron con el agua para formar los hidróxidos respectivos, lo cual se comprobó con el indicador fenolftaleína cuando la solución se tornó un color rosa haciendo referencia a la presencia de iones hidróxidos (OH-). El calcio en comparación al magnesio reacción más rápidamente en el agua; lo cual se debe a la naturaleza misma de estos elementos. El calcio al poseer un radio atómico mayor, cede más fácilmente sus electrones de la última capa, por lo cual es mucho mas reactivo que el magnesio. Tomando en cuenta sus potenciales, se puede corroborar la afirmación planteada, Ca/Ca++ = -2,87, Mg/Mg++= -2,37, con respecto al hidrógeno es igual a ± 0,00.3 Termodinámicamente tal fenómeno se puede explicar comparando los ∆G (criterios de espontaneidad), en soluciones acuosas de los iones Ca2+ = -553,6 KJ/mol 4 y para el Mg 2+= - 454,8KJ/mol 4; como el del calcio es menor la reacción

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