I. MARCO TEORICO

Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica y son los siguientes: berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra). Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corto. Este último elemento no existe en la naturaleza, debido a la inestabilidad de su núcleo, es radiactivo.El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad ≤ 1,3 según la escala de Pauling.

Son bivalentes y se les llama alcalinotérreos a causa del aspecto térreo de sus óxidos.

CONFIGURACIÓN ELECTRONICA

Desde el punto de vista de la configuración electrónica, los átomos de los metales alcalinotérreos se caracterizan por tener dos electrones externos o de valencia en un orbital s, con configuración electrónica ns2, por lo que pueden formar con facilidad iones positivos M+2, muy estables, ya que tienen la configuración electrónica del gas inerte que los precede en el Sistema Periódico. La atracción del núcleo sobre estos electrones de valencia es algo mayor que en los alcalinos correspondientes, con lo cual las correspondientes energías de ionización son mayores y estos metales son menos activos que los alcalinos de su mismo período.

CARACTERISTICAS PROPIAS DEL GRUPO

Estos metales presentan puntos de fusión más elevados que los del grupo de metales alcalinos, sus densidades son todavía más bajas, pero son algo más elevadas que la de los metales alcalinos comparables. Son menos reactivos que los metales alcalinos. Todos los metales alcalinotérreos poseen dos electrones de valencia y forman iones con doble carga positiva (2 +).

Constituyen algo más del 4% de la corteza terrestre (sobre todo calcio y magnesio), pero son bastante reactivos y no se encuentran libres. El radio es muy raro. Se obtienen por electrólisis de sus haluros fundidos o por reducción de sus óxidos. Son metales ligeros con colores que van desde el gris al blanco, con

dureza variable (el berilio es muy duro y quebradizo y el estroncio es muy maleable). Son más duros que los alcalinos.

Su configuración electrónica presenta dos electrones de valencia (2 electrones s). Tienen todos el número de oxidación +2 y son muy reactivos, aumentando la reactividad al descender en el grupo. Se oxidan superficialmente con rapidez. Son buenos reductores. Sus propiedades son intermedias a las de los grupos entre los que se encuentran: sus óxidos son básicos (aumentando la basicidad según aumenta el número atómico) y sus hidróxidos (excepto el de berilio que es anfótero) son bases fuertes como los de los alcalinos, pero otras propiedades son parecidas a las del grupo de los térreos. Al aire húmedo y en agua forman hidróxido (desprendiendo hidrógeno), en algunos casos sólo superficial que impide el posterior ataque o lo hacen más lento (berilio y magnesio). Reaccionan directamente con halógenos, hidrógeno (no berilio o magnesio), oxígeno, carbono, azufre, selenio y teluro, formando, excepto el berilio, compuestos mayoritariamente iónicos. Reducen los iones H+ a hidrógeno, pero ni berilio ni magnesio se disuelven ácido nítrico debido a la formación de una capa de óxido.

Todos los compuestos suelen ser menos solubles en agua que los del grupo.

Se emplean en la tecnología nuclear (berilio) y en aleaciones de baja densidad, elevada solidez y estabilidad frente a la corrosión (berilio, magnesio).El berilio y el bario son venenosos, mientras que el magnesio y el calcio son oligoelementos fundamentales de los seres vivos.

Son metales de baja densidad, coloreados y blandos. La solubilidad de sus compuestos es bastante menor que sus correspondientes alcalinos.

Todos tienen sólo dos electrones en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlos, con lo que forman un ion positivo.

Tienen configuración electrónica ns 2. Tienen baja energía de ionización, aunque mayor que los alcalinos del

mismo período, tanto menor si se desciende en el grupo. A excepción del berilio, forman compuestos claramente iónicos.

METALES ALCALINOS: serie de seis elementos químicos en el grupo 1 (o 1A) del sistema periódico. Comparado con otros metales son blandos, tienen puntos de fusión bajos, y son tan reactivos que nunca se encuentran aislados en la naturaleza sino combinados con otros elementos. Son poderosos agentes reductores, o sea, pierden fácilmente un electrón, y reaccionan violentamente con agua para formar hidrogeno gas e hidróxidos de metal, que son bases fuertes. Los

metales alcalinos son, por orden de número atómico creciente: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Del francio existen solamente isótopos radiactivos.

METALES ALCALINOTERREOS: serie de seis elementos químicos que se encuentran en el grupo 2 (o IIA) del sistema periódico. Son poderosos agentes reductores, es decir, se desprenden fácilmente de los electrones. Son menos reactivos que los metales alcalinos, pero lo suficiente como para no existir libres en la naturaleza. Aunque son bastante frágiles, los metales alcalinotérreos son maleables y dúctiles. Conducen bien la electricidad y cuando se calientan arden fácilmente en el aire. Los metales alcalinotérreos son, por orden de número atómico creciente: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Sus óxidos se llaman tierras alcalinas.

II. MATERIALES

2 vasos de precipitados 1 mechero de Bunsen 1 pinza 1 pizeta Tubos de ensaye Vidrio de reloj Gotero Gradilla Espátula

REACTIVOS:

Agua destilada Sodio Magnesio Litio Potasio Calcio Fenolftaleína

III. PROCEDIMIENTO y RESULTADOS

PARTE EXPERIMENTAL

1.- Tomar tres series de tres tubos que contengan 0.5 ml de solución de calcio, bario y estroncio.

Reactivos:

Cloruro de estroncio Cloruro de calcio Cloruro de bario

* Llenamos 3 tubos de ensayo con cloruro de calcio.

a) Al primer tubo de cloruro de calcio le añado 3 gotas de hidróxido de amonio, luego le agregamos 1 ml de solución de oxalato de amonio. Observamos.

Al tubo de ensayo con CaCl2 le agregamos NH4OH

Luego agregamos al mismo tubo oxalato de amonio.

Observamos el precipitado color blanco que es CaC2O4.

Ecuación química:

CaCl2 + NH4OH + (NH4)2C2O4 CaC2O4 + NH4Cl + H2O

b) Al segundo tubo con cloruro de calcio le añado serie de gotas de cromato de potasio. Observamos.

Tubo con CaCl2.

Al mismo tubo le agregamos cromato de potasio K2CrO4.

Observamos como la mezcla se torna de color amarillo.

Ecuación química:

CaCl2 + K2CrO4 CaCrO4 + 2KCl

c) Al tercer tubo con cloruro de calcio le adicionamos 1ml de ácido sulfúrico diluido. Observamos.

Agregamos H2SO4

diluido al tubo de

ensayo que contiene

CaCl2.

Tubo de ensayo con CaCl2.

Observamos que la mezcla es de color translúcido con un precipitado blanco en el fondo.

Ecuación química:

CaCl2 + H2SO4 diluido CaSO4 + 2HCl

* Llenamos 3 tubos de ensayo con cloruro de bario.

a) Al primer tubo de cloruro de bario le añado 3 gotas de hidróxido de amonio, luego le agregamos 1 ml de solución de oxalato de amonio. Observamos

Al tubo de ensayo con BaCl2 le agregamos NH4OH

Luego agregamos al mismo tubo oxalato de amonio.

Ecuación química:

BaCl2 + NH4OH + (NH4)2C2O4 BaC2O4 + NH4Cl + H2O

b) Al segundo tubo con cloruro de bario le añado serie de gotas de cromato de potasio. Observamos.

Observamos el precipitado color blanco opaco que es BaC2O4.

Tubo con BaCl2.

Al mismo tubo le agregamos cromato de potasio K2CrO4.

Ecuación química:

BaCl2 + K2CrO4 BaCrO4 + 2KCl

c) Al tercer tubo con cloruro de bario le adicionamos 1ml de ácido sulfúrico diluido. Observamos.

Observamos como la mezcla se torna de color amarillo con un aspecto lechoso.

Agregamos H2SO4

diluido al tubo de ensayo que contiene BaCl2.

Tubo con BaCl2.

Ecuación química:

BaCl2 + H2SO4 diluido BaSO4 + 2HCl

* Llenamos 3 tubos de ensayo con cloruro de estroncio.

Observamos un precipitado de color blanco con un aspecto lechoso que es el BaSO4.

a) Al primer tubo de cloruro de estroncio le añado 3 gotas de hidróxido de amonio, luego le agregamos 1 ml de solución de oxalato de amonio. Observamos

Ecuación química:

SrCl2 + NH4OH + (NH4)2C2O4 SrC2O4 + NH4Cl + H2O

Al tubo de ensayo con SrCl2 le agregamos NH4OH

Luego agregamos al mismo tubo oxalato de amonio.

Observamos el precipitado color blanco opaco que es SrC2O4.

b) Al segundo tubo con cloruro de estroncio le añado serie de gotas de cromato de potasio. Observamos.

Ecuación química:

SrCl2 + K2CrO4 SrCrO4 + 2KCl

Tubo con SrCl2.

Al mismo tubo le agregamos cromato de potasio K2CrO4.

Observamos como la mezcla se torna de color amarillo.

c) Al tercer tubo con cloruro de estroncio le adicionamos 1ml de ácido sulfúrico diluido. Observamos.

Ecuación química:

SrCl2 + H2SO4 diluido SrSO4 + 2HCl

Tubo con SrCl2.

Agregamos H2SO4

diluido al tubo de ensayo que contiene SrCl2.

Observamos un precipitado de color blanco que es el SrSO4.

3.- Agregamos a un tubo de ensayo gramos de magnesio, agregarle 1 ml de ácido sulfúrico; se producirá la reacción exotérmica desprendiendo hidrógeno.

Ecuación química:

Mg2 + H2SO4 MgSO4 + H2 (liberado)

Reactivos

Al tubo de ensayo que contiene magnesio en granitos le agregamos H2SO4.

Observamos que la mezcla se torna de un color opaco y se produce la liberación de gas hidrógeno.

4.- A un tubo de ensayo agregar una solución de sulfato de magnesio agregarse gota a gota de hidróxido de amonio, hasta que aparezca un precipitado.

Ecuación química:

MgSO4 + NH4OH Mg(OH)2 + NH4SO4

Reactivos

Agregamos sulfato de magnesio a un tubo de ensayo.

Luego agregamos hidróxido de amonio

Observamos un precipitado blanco que es Mg(OH)2.

5.- En un tubo de ensayo colocar un trocito de magnesio, cuya superficie presenta brillo; añadir 5 ml de agua destilada y 2 gotas del indicador de fenolftaleína. Anotar las observaciones y escribir la ecuación química respectiva. En caso de que la reacción no ocurra a la temperatura del agua, someter al calentamiento a llama suave.

Ecuación química:

Mg2 (trocito) + H2O + fenolftaleína Mg2O + H2O

6.- Someter al mismo procedimiento anterior, sustituyendo el magnesio por calcio metálico.

Ecuación química:

Ca2 (trocito) + H2O + fenolftaleína Ca2O + H2O

7.- En un tubo de prueba colocar 1ml de solución de cloruro de estroncio y 1ml de solución de oxalato de amonio. Se observa la formación de un precipitado blanco el SrC2O4.

Ecuación química:

SrCl2 + (NH4)2C2O4 SrC2O4 + NH4Cl

Tubo con trocito de magnesio.

Agregamos gotas e fenolftaleína al tubo y se impregna en el trocito óxidos.

IV. CONCLUSIONES

En comparación con los metales alcalinos los metales alcalinos térreos son más duros y más densos y funden a temperaturas más elevadas.

Los metales del grupo dos poseen varias aplicaciones entre las más importantes formar aleaciones presentes en maquinarias pesadas y automóviles. El otro uso común es la pirotecnia, presentes en los juegos artificiales en sus respectivas sales.

El radio es el último elemento del grupo de los metales alcalinos térreos y el único radio activo.

Es importante conocer las sustancias que naturalmente se encuentran disueltas en agua. Para así poder identificar agentes contaminantes o extraños en el agua

El metal alcalino siempre desplaza al amonio que se encuentra con el oxalato formando oxalato del metal.

Si a la mezcla de cloruro de un metal alcalino se le agrega cromato de potasio, esta tomara el color de este ultimo; influirá, en diferentes coloraciones en este caso amarillentas y también consistencias.

Cuando al cloruro de un metal se le agrega acido sulfúrico diluido, se observa un precipitado blanco que viene a ser sulfato de ese metal (y la mezcla toma un color blanquecino turbio)

Cuando al magnesio le agregamos acido sulfúrico diluido se producirá una reacción exotérmica que liberar hidrogeno.

El metal alcalino desplaza al ion amonio que se encuentra formando un hidróxido, y el metal pasa a formar un hidróxido.

Cuando a un metal alcalino le agregamos agua y le agregamos un indicador (en este caso fenolftaleína) se empieza a formar óxidos en la superficie de este.

RECOMENDACIONES:

No toque las sustancias ni los aparatos de los estantes sin autorización.

No juegue con las llaves de agua, gas, etc. que se encuentran en las mesas.

Si deja caer las sustancias químicas sobre la mesa, limpiar inmediatamente.

Si se vierte sobre sí un ácido o cualquier sustancia corrosiva, lávese inmediatamente con abundante agua.

No toque directamente con las manos las sustancias químicas desconocidas.

Si desea conocer el olor de una sustancia, no acerque a la cara directamente, abanique un poco de vapor a las fosas nasales, moviendo la mano sobre la sustancia o elRecipiente que contiene la sustancia.

Al momento de encender el mechero, verifique que las llaves y manguera correspondan al respectivo mechero.

Antes y después del experimento, asegúrese de la limpieza de las mesas y aparatos usados, deje todo en su sitio.

V. CUESTIONARIO

1. Haga las ecuaciones químicas de las reacciones químicas realizadas en el laboratorio.

CaCl2 + ( NH4)OH + ( NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + NH4Cl + H2O BaCl + K2CrO4 → BaCrO4+ 2KCl SrCl2 + H2SO4(dil) → SrSO4↓ + 2HCl Ca+2 + HCl → CaCl + llama → color rojo amarillento Ba+2 + HCl → BaCl → color verde amarillo Sr+2 + HCl → SrCl → color rojo escarlata Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ Mg + HCl → MgCl2 + H2↑ MgSO4+NH4OH→Mg(OH)2+ NH4SO4

Mg(OH)2↓ + fenolftaleína → rojo grosella Mg + H2O+fenolftaleina→MgO →Mg(OH)2+fenolftaleína →rojo

grosella Ca+H2O+fenolftaleina→Ca(OH)2→rojo grosella SrCl2+(NH4)2C2O4→SrC2O4↓+NH4Cl

2. ¿Qué diferencias y semejanzas existen entre los elementos del grupo IIA?

SEMEJANZAS

Propiedades físicas

Color blanco plateado, de aspecto lustroso y blando. El magnesio es gris por una película superficial de óxidos. Aunque son bastante frágiles, los metales alcalinotérreos son maleables y dúctiles.Conducen bien la electricidad y cuando se calientan arden fácilmente en el aire.Tamaño y densidad: Gran tamaño atómico. La carga nuclear efectiva es más elevada y hay una mayor contracción de los orbitales atómicos. Más densos.Dureza y punto de fusión: Tienen dos electrones de valencia que participan en el enlace metálico, por lo que son más duros. Puntos de fusión más elevados y no varían de forma regular debido a las diferentes estructuras cristalinas.

Propiedades químicas

Son menos reactivos que los metales alcalinos, pero lo suficiente como para no existir libres en la naturaleza.

Menos electropositivos y más básico. Forman compuestos iónicos. El berilio muestra diferencias significativas con los restos de los elementos.La energía de ionización más alta es compensada por las energías de hidratación o energías reticulares. Compuestos diamagnéticos e incoloros. Son poderosos agentes reductores, es decir, se desprenden fácilmente de los electrones.

DIFERENCIAS

ESTADO NATURAL Y ABUNDANCIA Berilio: silicatos: fenacita y berilio. No muy familiar y difícil de extraerMagnesio: sales en el agua del mar y magnesitaCalcio: calcita, dolomita y yeso. Estroncio: celestita y estroncianita. Concentrados en menas y fácil de extraer.Bario: baritas. Concentrados en menas y fácil de extraer.Radio: escaso y radiactivo.

Diferencias entre el Berilio y los otros elementos del Grupo 2

puntos de fusion de sus compuestos bajos Los compuestos son solubles en disolventes orgánicos. Se hidrolizan en el agua. El ión Be2+ está hidratado. El enlace Be-O

es fuerte, lo que debilita el enlace O-H y hay tendencia a la pérdida de protones.

Gran número de complejos Se pasiva por acción del HNO3 Los haluros, hidruros, son poliméricos. Be2C forma metano por hidrólisis.

3. Cuáles son los usos terapéuticos de los metales alcalinos- térreos.

El berilio no es un elemento crucial para los humanos: en realidad es uno de los más tóxicos que se conocen. Es un metal que puede ser muy perjudicial cuando es respirado por los humanos, porque puede dañar los pulmones y causar neumonía. El efecto más comúnmente conocido del berilio es la llamada beriliosis, una peligrosa y persistente enfermedad de los pulmones que puede incluso dañar otros órganos, como el corazón. Alrededor del 20% de todos los casos de berioliosis terminan con la muerte del enfermo. La causa de la beriliosis es la

respiración de berilio en el lugar de trabajo. Las personas con el sistema inmune debilitado son más sucestibles a esta enfermedad.

Efectos de la exposición al magnesio en polvo: baja toxicidad y no considerado como peligroso para la salud. Inhalación: el polvo de magnesio puede irritar las membranas mucosas o el tracto respiratorio superior. Ojos: daños mecánicos o las partículas pueden incrustarse en el ojo. Visión directa del polvo de magnesio ardiendo sin gafas especiales puede resultar en ceguera temporal, debido a la intensa llama blanca. Piel: Incrustación de partículas en la piel. Ingestión: Poco posible; sin embargo, la ingestión de grandes cantidades de polvo de magnesio puede causar daños.

Cuando hablamos del calcio algunas veces nos referimos a él con el nombre de cal. Es comúnmente encontrado en la leche y productos lácteos, pero también en frutos secos, vegetales, etc. Es un componente esencial para la preservación del esqueleto y dientes de los humanos. También asiste en funciones de los nervios y musculares. El uso de más de 2,5 gramos de calcio por día sin una necesidad médica puede llevar a cabo el desarrollo de piedras en los riñones, esclerosis y problemas en los vasos sanguíneos.

Los compuestos del estroncio que son insolubles en agua pueden llegar a ser solubles en agua, como resultado de reacciones químicas. Los compuestos solubles en agua constituyen una mayor amenaza para la salud de los humanos que los compuestos insolubles en agua. Además, las formas solubles del Estroncio tienen la oportunidad de contaminar el agua. Afortunadamente las concentraciones en agua potable son a menudo bastante bajas.

De forma natural los niveles de Bario en el medio ambiente son muy bajos. Altas cantidades de Bario pueden sólo ser encontradas en suelos y en comida, como son los frutos secos, algas, pescados y ciertas plantas. La cantidad de Bario que es detectada en la comida y en agua generalmente no es suficientemente alta como para llegar a ser concerniente a la salud. La gente con un gran riesgo a la exposición del bario con efectos adicionales sobre la salud son los que trabajan en la industria del Bario. Los mayores riesgos para la salud que ellos pueden sufrir son causados por respirar aire que contiene sulfato de Bario o Carbonato de Bario.

El Radio está presente de forma natural en el medio ambiente en muy pequeña cantidad. Debido a que siempre estamos expuestos al Radio y pequeñas cantidades de radiación es liberada al ambiente.Los niveles de Radio en el medio ambiente han incrementado en gran medida como resultado de las actividades humanas. Los humanos liberan Radio en el medio ambiente por la quema de carbón y otros fueles. Los niveles de Radio en agua potable pueden ser elevados cuando el agua se extrae de profundos pozos que están localizados cerca de un vertedero de residuos radiactivos.

BIBLIOGRAFIA

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QUIMICA INORGANICA . GTIERREZ RIOS, E. ED.REVETE. 1999.