¿Por qué el sodio metal reacciona de forma explosiva con el agua?
Me gustaría saber porque el sodio metal reacciona de forma explosiva con el agua. ¿A qué es debido?.
¿Por qué es más alcalino el sodio que el potasio? ¿Puede ser porque forma un hidróxido más básico?
¿Cuáles son los productos de reacción si se mezclan un metal (Ej: aluminio) con un ácido? ¿Se desprenden burbujas? ¿En caso afirmativo de que gas se trataría?
¿Por qué es más alcalino el sodio que el potasio? ¿Puede ser porque forma un hidróxido más básico?
¿Cuáles son los productos de reacción si se mezclan un metal (Ej: aluminio) con un ácido? ¿Se desprenden burbujas? ¿En caso afirmativo de que gas se trataría?
1 respuesta
Respuesta de janderkla
3
El sodio metálico es altamente inestable dado que su electronegatividad tan baja le favorece para formar compuestos iónicos y no metálicos. Es explosivo dado que su reacción con el agua es altamente exotérmica y genera hidrógeno un gas altamente explosivo e autoinflamable. Por tanto si combinamos calor con un gas de este tipo puedes imaginarte lo que pasa.
La alcalinidad del sodio como bien dices viene dada por formar hidróxidos más básicos. La explicación más precisa es por que el sodio es más polarizante que el potasio (relación carga/radio del ion) y lo hace más soluble y por tanto se pueden preparar soluciones más alcalinas de sodio.
El aluminio no es el mejor caso para explicarte dado que reacciona mejor con sosa que con ácido. Pero los productos que se forman son el ion del metal utilizado y hidrógeno. Las borbujas formadas son hidrógeno. Lo que pasa es que no se genera de una forma tan violenta como con el sodio y por eso no es explosiva esta reacción. Aunque en un recipiente cerrado podría llegar a explotar.
Espero haber sido de ayuda, si necesitas algo más dímelo.
La alcalinidad del sodio como bien dices viene dada por formar hidróxidos más básicos. La explicación más precisa es por que el sodio es más polarizante que el potasio (relación carga/radio del ion) y lo hace más soluble y por tanto se pueden preparar soluciones más alcalinas de sodio.
El aluminio no es el mejor caso para explicarte dado que reacciona mejor con sosa que con ácido. Pero los productos que se forman son el ion del metal utilizado y hidrógeno. Las borbujas formadas son hidrógeno. Lo que pasa es que no se genera de una forma tan violenta como con el sodio y por eso no es explosiva esta reacción. Aunque en un recipiente cerrado podría llegar a explotar.
Espero haber sido de ayuda, si necesitas algo más dímelo.
Se desprende hidrógeno al reaccioanr el metal con una base pero con un ácido, ¿qué se formaría?
¿O mejor dicho cual es la diferencia en los productos obtenidos?
Muchas gracias
¿O mejor dicho cual es la diferencia en los productos obtenidos?
Muchas gracias
Los metales son muy resistentes al medio básico. Incluso un acero de mala calidad puede aguantarte una solución del 50% de NaOH sin problemas, pero en un medio ácido del 1% ese mismo acero se oxidaría rápidamente generando:
Fe ---------> Fe2+ + 2e-
2HCl + 2e- -> H2 + 2Cl-
Fe + 2HCl + 2e- --> Fe2+ + 2Cl- + H2 + 2e-
Eliminamos los electrones:
Fe + 2HCl -> Fe2+ +2Cl- +H2
Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2
Para metales Alcalinos y alcalinoterrios:
K, Na, Ca, Mg, etc...
2Na ----------> 2Na+ + 2e-
2H2O + 2e- ---> H2 + 2OH-
2Na + 2H2O + 2e- ---> 2Na+ +2e- + H2 + 2OH-
Eliminamos los electrones:
2Na + 2H2O ---> 2Na + H2 + 2OH-
Juntamos Na+ y OH- en NaOH
2Na + 2H2O ---> 2NaOH + H2
Por tanto tenemos que los metales alcalinos y alcalinotérreos reaccionan con el agua que es relativamente ácida para generar hidrógeno y la base del metal. (de ahí el nombre de alcalino por que al introducir el metal en agua genera una base)
Los metales poco reactivos pero que no son nobles como el hierro o el acero reaccionan no con agua si no con ácido, para generar hidrógeno y neutralizar el medio.
Los metales nobles no reaccionan con medio ácido, necesitan de un agente oxidante más potente, Ácido nítrico por ejemplo. Seria el caso del cobre que no reacciona con ácidos exceptuando el nítrico. Para el oro necesitamos no solo nítrico si no también clorhídrico en proporción 1:3 para formar un complejo de oro que queda en solución y así poder seguir atacando este metal. El platino e iridio son metales aun más resistentes a la oxidación (o también llamada corrosión) y es casi imposible oxidarlos a no ser que se use celdas electrolíticas.
En medio básico solo el aluminio es susceptible de ser atacado, y también desprende hidrógeno que extrae del agua.
Espero haberte aclarado las cosas dado que en la respuesta anterior no entre demasiado en materia por miedo a liarte pero ya estabas liado así que espero que hallas entendido las redox que te he escrito y si no es así o tienes alguna duda más es el momento de aclarártela.
Fe ---------> Fe2+ + 2e-
2HCl + 2e- -> H2 + 2Cl-
Fe + 2HCl + 2e- --> Fe2+ + 2Cl- + H2 + 2e-
Eliminamos los electrones:
Fe + 2HCl -> Fe2+ +2Cl- +H2
Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2
Para metales Alcalinos y alcalinoterrios:
K, Na, Ca, Mg, etc...
2Na ----------> 2Na+ + 2e-
2H2O + 2e- ---> H2 + 2OH-
2Na + 2H2O + 2e- ---> 2Na+ +2e- + H2 + 2OH-
Eliminamos los electrones:
2Na + 2H2O ---> 2Na + H2 + 2OH-
Juntamos Na+ y OH- en NaOH
2Na + 2H2O ---> 2NaOH + H2
Por tanto tenemos que los metales alcalinos y alcalinotérreos reaccionan con el agua que es relativamente ácida para generar hidrógeno y la base del metal. (de ahí el nombre de alcalino por que al introducir el metal en agua genera una base)
Los metales poco reactivos pero que no son nobles como el hierro o el acero reaccionan no con agua si no con ácido, para generar hidrógeno y neutralizar el medio.
Los metales nobles no reaccionan con medio ácido, necesitan de un agente oxidante más potente, Ácido nítrico por ejemplo. Seria el caso del cobre que no reacciona con ácidos exceptuando el nítrico. Para el oro necesitamos no solo nítrico si no también clorhídrico en proporción 1:3 para formar un complejo de oro que queda en solución y así poder seguir atacando este metal. El platino e iridio son metales aun más resistentes a la oxidación (o también llamada corrosión) y es casi imposible oxidarlos a no ser que se use celdas electrolíticas.
En medio básico solo el aluminio es susceptible de ser atacado, y también desprende hidrógeno que extrae del agua.
Espero haberte aclarado las cosas dado que en la respuesta anterior no entre demasiado en materia por miedo a liarte pero ya estabas liado así que espero que hallas entendido las redox que te he escrito y si no es así o tienes alguna duda más es el momento de aclarártela.
Tus respuestas me han aclarado mucho, pero por último, ¿todas las reacciones entre un metal y un ácido son redox?
¿Y por que solo el aluminio es atacado por una base?
¿Y por que solo el aluminio es atacado por una base?
Me alegro que te fuera bien mi respuesta, a tu pregunta de si un metal y un ácido siempre reaccionan dando una redox te diré que la palabra siempre o nunca es muy difícil de usar en química pero sin buscar los tres pies al gato la respuesta es si, siempre es una redox. Los tres tipos de reacciones que hay son:
Ácido base:
(En este caso el metal sodio no es metálico si no esta ya en forma iónica)
NaOH + HCl ----> NaCl + H2O
redox:
Na + H2O -> NaOH + 1/2 H2
Precipitación:
(Aquí también tenemos el ion plata (Ag) en forma iónica)
AgNO3 + HCl ---> HNO3 + AgCl (precipitado)
Por tanto puedes ver que con ácido y un metal en forma iónica se pueden hacer los tres tipos de reacciones, pero si la quieres hacer con un metal en estado metálico y un ácido esta reacción solo puede ser una redox.
También existiría el caso en que un metal y un ácido no reaccionen, esto puede ser debido a dos cosas:
- El ácido es orgánico y por tanto muy débil.
- El metal es noble y por tanto resiste el ataque de los H+ (grupo ácido)
Referente a tu pregunta del aluminio te diré que sin entrar en estructuras cristalinas o redes de empaquetamiento que seria la forma correcta de explicarlo, el aluminio es altamente reactivo con el agua y se oxida muy rápidamente pero esta oxidación es superficial dado que el oxido de aluminio queda incluido en la estructura del aluminio y se empaqueta perfectamente generando una capa de protección que no deja que se oxide más. Por tanto cuando el aluminio sale de fundición y se oxida perdiendo su brillo nos queda tal y como podemos verlo. Esta capa de oxido de aluminio Al2O3 no se deja atacar por un ácido y por tanto el ácido no puede atacar al aluminio que esta debajo de esta capa (esto no es del todo cierto, algunos ácidos disuelven el Al2O3 y a concentraciones muy exactas pueden provocar el mismo efecto que el medio básico). Sin embargo el Al3+ que contiene la molécula de Al2O3 se disuelve fácilmente en medio básico. Generando [Al(HO)6]3- (un complejo)
Esto deja al descubierto el aluminio metálico que en contacto con el agua genera más Al2O3 y 6(OH-) y este se vuelve a disolver. Por tanto la reacción se autoalimenta generando más medio básico necesario para disolver el oxido de aluminio y dejar aun más expuesto el aluminio metálico. Esta reacción es altamente exotérmica y genera hidrógeno.
Espero no haberte liado mucho. El caso del aluminio es extraño dada la coincidencia que la capa de oxido y la estructura del aluminio son de semejante tamaño y se quedan unidas perfectamente.
Si tienes alguna duda dímelo.
Ácido base:
(En este caso el metal sodio no es metálico si no esta ya en forma iónica)
NaOH + HCl ----> NaCl + H2O
redox:
Na + H2O -> NaOH + 1/2 H2
Precipitación:
(Aquí también tenemos el ion plata (Ag) en forma iónica)
AgNO3 + HCl ---> HNO3 + AgCl (precipitado)
Por tanto puedes ver que con ácido y un metal en forma iónica se pueden hacer los tres tipos de reacciones, pero si la quieres hacer con un metal en estado metálico y un ácido esta reacción solo puede ser una redox.
También existiría el caso en que un metal y un ácido no reaccionen, esto puede ser debido a dos cosas:
- El ácido es orgánico y por tanto muy débil.
- El metal es noble y por tanto resiste el ataque de los H+ (grupo ácido)
Referente a tu pregunta del aluminio te diré que sin entrar en estructuras cristalinas o redes de empaquetamiento que seria la forma correcta de explicarlo, el aluminio es altamente reactivo con el agua y se oxida muy rápidamente pero esta oxidación es superficial dado que el oxido de aluminio queda incluido en la estructura del aluminio y se empaqueta perfectamente generando una capa de protección que no deja que se oxide más. Por tanto cuando el aluminio sale de fundición y se oxida perdiendo su brillo nos queda tal y como podemos verlo. Esta capa de oxido de aluminio Al2O3 no se deja atacar por un ácido y por tanto el ácido no puede atacar al aluminio que esta debajo de esta capa (esto no es del todo cierto, algunos ácidos disuelven el Al2O3 y a concentraciones muy exactas pueden provocar el mismo efecto que el medio básico). Sin embargo el Al3+ que contiene la molécula de Al2O3 se disuelve fácilmente en medio básico. Generando [Al(HO)6]3- (un complejo)
Esto deja al descubierto el aluminio metálico que en contacto con el agua genera más Al2O3 y 6(OH-) y este se vuelve a disolver. Por tanto la reacción se autoalimenta generando más medio básico necesario para disolver el oxido de aluminio y dejar aun más expuesto el aluminio metálico. Esta reacción es altamente exotérmica y genera hidrógeno.
Espero no haberte liado mucho. El caso del aluminio es extraño dada la coincidencia que la capa de oxido y la estructura del aluminio son de semejante tamaño y se quedan unidas perfectamente.
Si tienes alguna duda dímelo.
Hola @janderkla He tenido una duda desde hace rato y por lo que veo tu eres buena en el tema y me podrías ayudar.Mi duda es ¿Por qué el sodio reacciona con el agua y el magnesio no, si los dos son metales? ¿Cuál podría ser la razón? Gracias. - Majo S.