¿Por qué el Al(s) reacciona con NaOH(ac)?
Soy nuevo en este foro y me gustaría que usted me ayudara a aclarar una duda que me surgió cuando leí una respuesta referente a la reactividad del aluminio (la respuesta que causó mi duda se encuentra en http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/quimica/respuestas/1390630/sodio)... Bueno, mi duda (o más bien, mi petición) es:
¿Podría ahondar en el arreglo cristalino que presenta el aluminio metálico y el óxido alumínico, y cómo es que éstos arreglos influyen para que el aluminio pueda reaccionar en medio básico?
También le agradeceré muchísimo si me pudiera brindar alguna página web o alguna referencia electrónica acerca de este tema.
¿Podría ahondar en el arreglo cristalino que presenta el aluminio metálico y el óxido alumínico, y cómo es que éstos arreglos influyen para que el aluminio pueda reaccionar en medio básico?
También le agradeceré muchísimo si me pudiera brindar alguna página web o alguna referencia electrónica acerca de este tema.
2 Respuestas
Respuesta de renekert
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Tu pregunta es muy profunda y abarca temas con tantas ramificaciones que resulta difícil la síntesis, sobre todo si no se sabe el nivel al que hay que tratar la respuesta. Trataré de responderte y, si es tu deseo, te pido que me des más detalles sobre los temas de los cuales pedís referencias.
Arreglos cristalinos. El Al tiene una estructura cristalina típica de muchos metales (cúbica centrada en las caras), los elementos del cristal son iones aluminio, y están unidos entre si por la llamada "unión metálica", en la que, para decirlo sin demasiada precisión, los cationes metálicos están inmersos en un "gas" de electrones que actúa con ligante.
La efectividad de estas uniones se mide por la llamada "energía reticular" que es la energía que se desprendería cuando un mol de los constituyentes del cristal, infinitamente separados entre sí, se reúnen para formar un mol de cristal.
El óxido de aluminio es un cristal iónico, formado por iones óxido (O2-) e iones Al+3.
Reacción en medio básico: La reacción, entiendo yo, no tiene mucho que ver con los arreglos cristalinos arriba mencionados, sino con la capacidad del aluminio de formar oxo-aniones. Esta capacidad es compartida por muchos metales en altos estados de oxidación (son muy conocidos: el Fe forma ferratos, el Mn manganatos y permanganatos, el Cr, cromatos y dicromatos, etc, y el aluminio forma aluminatos).
Estos oxo-aniones se forman más fácilmente con iones metálicos pequeños y con alta carga positiva (o sea, con gran densidad de carga positiva). Esta carga concentrada atrae fuertemente los átomos de oxígeno formando los oxo-aniones.
Cuando disuelves sales de aluminio en agua, el Al+3 forma complejos octaédricos Al(H2O)6(+3), que son ácidos:
Al(H2O)6(+3) <==> Al(H2O)5(OH)(+2) + H+ Ka= 1.12*10^(-5).
Si el medio es cada vez más alcalino, se forman muchos oxo-aniones de aluminio de estructuras complejas, en medio fuertemente alcalino y en forma simple se puede describir el oxo-anión como AlO2(-).
Arreglos cristalinos. El Al tiene una estructura cristalina típica de muchos metales (cúbica centrada en las caras), los elementos del cristal son iones aluminio, y están unidos entre si por la llamada "unión metálica", en la que, para decirlo sin demasiada precisión, los cationes metálicos están inmersos en un "gas" de electrones que actúa con ligante.
La efectividad de estas uniones se mide por la llamada "energía reticular" que es la energía que se desprendería cuando un mol de los constituyentes del cristal, infinitamente separados entre sí, se reúnen para formar un mol de cristal.
El óxido de aluminio es un cristal iónico, formado por iones óxido (O2-) e iones Al+3.
Reacción en medio básico: La reacción, entiendo yo, no tiene mucho que ver con los arreglos cristalinos arriba mencionados, sino con la capacidad del aluminio de formar oxo-aniones. Esta capacidad es compartida por muchos metales en altos estados de oxidación (son muy conocidos: el Fe forma ferratos, el Mn manganatos y permanganatos, el Cr, cromatos y dicromatos, etc, y el aluminio forma aluminatos).
Estos oxo-aniones se forman más fácilmente con iones metálicos pequeños y con alta carga positiva (o sea, con gran densidad de carga positiva). Esta carga concentrada atrae fuertemente los átomos de oxígeno formando los oxo-aniones.
Cuando disuelves sales de aluminio en agua, el Al+3 forma complejos octaédricos Al(H2O)6(+3), que son ácidos:
Al(H2O)6(+3) <==> Al(H2O)5(OH)(+2) + H+ Ka= 1.12*10^(-5).
Si el medio es cada vez más alcalino, se forman muchos oxo-aniones de aluminio de estructuras complejas, en medio fuertemente alcalino y en forma simple se puede describir el oxo-anión como AlO2(-).
Muchas gracias por su respuesta, en verdad me ha sido de gran utilidad; aunque todavía me quedan algunas dudas como:
¿Por qué el Al2O3(s) reacciona lentamente en medio ácido?
¿Sería correcto decir que, en primera instancia, primero se forman cationes del tipo [Al(H2O)6]3+ (catión aluminio hidratado), y que a medida de que éstos se van neutralizando se forma el [Al(OH)6]3- (polihidróxido de aluminio) y finalmente, sólo cuando el medio es extremadamente básico el AlO2 1-?
¿Qué nombre recibiría el AlO2 1-, anión aluminito o aluminato?
¿Es posible que exista en disolución alcalina (o ácida) el AlO3 3-? De ser así ¿Qué nombre recibiría y cuáles serían las condiciones para su formación?
Igualmente, la agradeceré muchísimo si me pudiera sugerir alguna página web o algún documento electrónico que me pueda servir de referencia para ahondar más en el tema.
Un cordial saludo.
¿Por qué el Al2O3(s) reacciona lentamente en medio ácido?
¿Sería correcto decir que, en primera instancia, primero se forman cationes del tipo [Al(H2O)6]3+ (catión aluminio hidratado), y que a medida de que éstos se van neutralizando se forma el [Al(OH)6]3- (polihidróxido de aluminio) y finalmente, sólo cuando el medio es extremadamente básico el AlO2 1-?
¿Qué nombre recibiría el AlO2 1-, anión aluminito o aluminato?
¿Es posible que exista en disolución alcalina (o ácida) el AlO3 3-? De ser así ¿Qué nombre recibiría y cuáles serían las condiciones para su formación?
Igualmente, la agradeceré muchísimo si me pudiera sugerir alguna página web o algún documento electrónico que me pueda servir de referencia para ahondar más en el tema.
Un cordial saludo.
Respuesta
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Pues mira, has de saber que muchos metales, entre ellos el Al, al estar finamente troceado (en polvo) es muy reactivo e incluso al oxígeno del aire. La razón por la que en medio básico, como es el NaOH, reaccione es por lo siguiente.
El NaOH es una base fuerte, por lo que se disocia en medio acuoso al 100%. Así quedando los iones Na+ y el OH-, donde este último es muy reactivo a la hora de captar protones. Pues al unirse con un Al se formaría el Al(OH)3, que es estable.
El NaOH es una base fuerte, por lo que se disocia en medio acuoso al 100%. Así quedando los iones Na+ y el OH-, donde este último es muy reactivo a la hora de captar protones. Pues al unirse con un Al se formaría el Al(OH)3, que es estable.