Cuestionario Las Familias Químicas

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4. ¿Cuál es la abundancia de los elementos alcalinos térreos (Ca, Ba, Mg, Be, Sr) ?,. ¿Como se obtiene cada uno de estos elementos y en que se utiliza?

Ca (Calcio) = Es el quinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (4,6 % en peso). A temperatura ambiente su estado es un metal blando. El calcio metálico se obtiene por electrolisis del cloruro de calcio fundido (CaCl2). El óxido de calcio (CaO) se produce por descomposición térmica de la caliza. El óxido, llamado cal viva, es ampliamente usado en la construcción. El hidróxido de calcio (Ca(OH)2), llamado cal apagada, tiene muchas aplicaciones en donde el ion hidroxilo es necesario.

Ba (Bario) = Ocupa el decimoctavo lugar en abundancia en la corteza terrestre, en donde se encuentra en un 0.04%, valor intermedio entre el calcio y el estroncio. Se obtiene mediante reducción aluminotermia del óxido de bario a alto vacío. También mediante electrólisis del cloruro de bario. El bario se usa en pirotecnia, El óxido de bario (BaO) forma parte de las lentes de vidrio mineral de alta calidad, usadas, por ejemplo, en instrumentos ópticos.

Mg (Magnesio) = Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2 % de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. Se obtiene por dos métodos diferentes. Uno de ellos consiste en reducir el mineral en hornos eléctricos con carburo de calcio u otros reductores. En el otro, el metal se obtiene en dos fases: cloración del mineral (magnesia, dolomía o giobertita) y electrólisis a 700°C del cloruro fundido. El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. Su hidróxido (leche de magnesia), se emplean en medicina.

Be (Berilio) = Ocupa menos de 0.005% de la corteza terrestre. Se obtiene del Reducción del fluoruro de berilio, BeF2, con magnesio metálico. En temperatura ambiente es solido. Es toxico. El principal uso del berilio metálico se encuentra en la manufactura de aleaciones berilio-cobre y en el desarrollo de materiales moderadores y reflejantes para reactores nucleares. El óxido de berilio se emplea cuando son necesarias elevada conductividad térmica y propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico.

Sr (Estroncio) = Es el menos abundante de los metales alcalinotérreos. La corteza de la Tierra contiene el 0.042% de este elemento. El metal se puede extraer por electrólisis del cloruro fundido mezclado con cloruro de potasio. Hasta hace unos años también se utilizaba en cristales para tubos de rayos catódicos de televisores en color debido a la existencia de regulaciones legales que obligan a utilizar este metal para filtrar los rayos X evitando que incidan sobre el espectador pepo.

5. ¿Cuáles son los principales compuestos de los elementos: Na, K, Li, Rb, Cs Ca, Ba, Mg, Be y Sr.? (de ejemplo en cada caso).

Na = Los compuestos de sodio de mayor importancia industrial son: Sal común (NaCl), su uso sirve para dar sabor a alimentos y se libera diluido en agua cuando el cuerpo humano lo libera por la termorregulación del cuerpo. Carbonato de sodio(Na2CO3). Bicarbonato de sodio (NaHCO3).

K = El sulfuro de potasio (K 2 SO 4), se utiliza para la elaboración de abonos para la agricultura. El carbonato de potasio (KC) y el hidróxido de potasio (KOH), se utilizan para la fabricación de algunos tipos de jabones.

Li = Entre los principales compuestos de litio se encuentra el carbonato de litio (Li 2 CO 3) que, al igual que el fosfato de litio (Li 3 PO 4), se diferencia de los otros carbonatos y fosfatos de metales alcalinos por su difícil solubilidad en el agua. El cloruro de litio (LiCl) es soluble en el alcohol.

Rb = (RbCl) cloruro de rubidio (RbOH) hidróxido de rubidio. (RbH) hidruro de rubidio

RbNO3 nitrato de rubidio. Rb2SO4 sulfato de rubidio. La mayor parte de los usos de rubidio metálico y de sus compuestos son los mismos que los del cesio y sus compuestos. El metal se utiliza en la manufactura.

Cs = Sus compuestos con cloruro de cesio (CsCl) y Yoduro de Cesio (CsI). Yoduro de cesio, activado por Sodio (Yoduro de Cesio o CsI:Na) es un material cristalino de centelleo con alto poder de absorción utilizado en la absorción de rayos gamma.

Ca = Los compuestos de calcio constituyen 3.64% de la corteza terrestre. Forma la cal viva con oxigeno CaO, si se le agrega agua forma la cal apagada Ca(OH)2. Forma el carbonato del calcio CaCO3 uno de los componentes principales del cemento.

Ba= Muchos de sus compuestos son venenos mortales. Forma el coluro de bario (BaCl2). El carbonato de bario (BaCO3) se utiliza como veneno para rata. sulfato de bario BaSO4.

Mg = Forma el cloruro de magnesio MgCl2 (se obtiene de este compuesto). El carbonato de magnesio MgCO3. Forma el boruro de magnesio MgB2. Mg(OH)2 conocido como leche de magnesia.

Sr = Forma el bromuro de estroncio SrBr2. Hidróxido de estroncio Sr(OH)2 Absorbe el dióxido de carbono del aire formando carbonato de estroncio (SrCO3). El titanito de estroncio, SrTiO3, se emplea para fabricar gemas artificiales.

Be = Forma el nitrato de berilio Be(NO3)2. Forma el oxido de berilio (BeO)

6. ¿Cuál es la principal fuente de obtención del Al y como se produce este metal?

Para obtener el aluminio hay que fundir y luego reducir la alúmina (óxido de aluminio) por electrolisis. Es decir, aplicando una gran corriente eléctrica para separar sus elementos: el aluminio (que se obtiene puro), por un lado y el oxígeno (que se combina con carbón) para dar CO2. Aparentemente parece todo muy sencillo, pero el problema de la obtención radica en el altísimo punto de fusión de la alúmina (2072 ºC) que es muy difícil de alcanzar. Los científicos Charles M. Hall (EE. UU.) y Paul Héroult (Francia) descubrieron en 1886 que añadiendo criolita (fluoruro de sodio y aluminio) a la mezcla la temperatura de fusión descendía hasta aproximadamente 1000 ºC, lo que abarataba notablemente los costes del proceso.

7. ¿En que consiste el método de Hall en la obtención del Al?. ¿Cuáles son los principales compuestos de este elemento? Mencione algunas de las múltiples aplicaciones del Al.

El método Hall también conocido como electrólisis de la alúmina para obtener aluminio. La clave para obtener aluminio consiste en reducir el catión Al3+ para formar Al°. El pasaje de corriente eléctrica a través de la celda de reacción (celda electrolítica) permite hacer esta transformación. Es un compuesto iónico

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