Algunos datos sobre el litio, sodio. potasio y una explicación sobre el ciclo de Born-Haber para el cloruro de sodio.

1. Compuestos de Litio, Sodio y Potasio. Samantha K. Samaniego Andrade. 30/06/2011

2. Litio. Descubierto en 1817 por Johan Arfwedson. Aislado por Robert Bunsen en 1855. Litio deriva del griego Litheos (pétreo), porque se creía que solo existía en el Reino mineral. Es el único elemento del grupo 1 que se combina con nitrógeno para formar un nitruro.

3. Obtención y propiedades. Se prepara por electrólisis de su cloruro fundido. (LiCl) Es un metal blanco argentino. Más duro que el sodio. Es el más ligero de todos los metales. Se combina directamente con nitrógeno a temperaturas ordinarias y en presencia de agua. A elevadas temperaturas forma un hidruro con el hidrógeno, que fundido es un excelente conductor eléctrico. En electrólisis el litio se deposita en el cátodo y el hidrógeno en el ánodo.

4. Compuestos de Litio. A pesar de ser un metal alcalino, algunos de sus compuestos se disuelven con dificultad en el agua. El cloruro de litio (LiCl) es insoluble en alcohol y en éter. Al calentar estos compuestos en una llama de gas, incolora, ésta se torna color carmín, puesto que el espectro del litio contiene una raya de color rojo brillante.

5. Aplicaciones. Como medio para la transferencia de calor en reactores nucleares experimentales. Como agente reductor en la síntesis de muchos compuestos orgánicos. En aleaciones con aluminio incrementa su resistencia. Se emplean en medicina y en la elaboración de esmaltes para cerámica y vidrios especiales.

6. Ejemplos: El litio añadido al vidrio, aumenta la resistencia eléctrica, disminuye el coeficiente de dilatación y aumenta la transmisión a través de la luz ultravioleta. El LiBr es componente de sedantes nerviosos. El LiF se emplea en aparatos ópticos. El LiOH actúa en la composición de electrolitos de acumuladores. El LiI se utiliza en fotografía. El LiCl se usa en aleaciones, soldaduras espaciales y otros fundentes.

7. El litio alcalino se encuentra en sanitarios y blanqueadores. El hipoclorito de litio se emplea en la esterilización de piscinas y en aleaciones. El estrato de litio esta presente en las grasas automotrices e industriales. El peróxido de litio y el boro hidruro sirven en la producción de oxígeno e hidrógeno. El hidruro de litio permite producir hidrógeno.

8. Sodio (Na). Metal alcalino blando, ligero, de color plateado. Muy abundante en la naturaleza, aunque no en estado libre. Muy reactivo. Arde con llama amarilla en presencia de oxígeno. Reacciona violentamente con el agua.

9. Compuestos de sodio. El sodio metálico es un agente reductor en la síntesis orgánica. El NaCL es necesario para la vida. El sodio se emplea en fabricación de desodorantes. En purificación de metales fundidos. También se emplea (Na) como refrigerante.

10. Ejemplos: Sal común (NaCl). Carbonato de sodio (Na2CO3) Bicarbonato de sodio (NaHCO3) Sosa cáustica (NaOH): empleada en productos de limpieza, desagües y desengrasantes.

11. Algunos ejemplos más: (Na) aleado con Plomo (Pb) están presentes en aditivos detonantes para gasolinas. Se utiliza en células fotoeléctricas. En la iluminación por lámparas de vapor de sodio. Na2O por combustión controlada con oxígeno para regenerar aire en espacios cerrados.

12. Potasio. Su nombre proviene del latín Kalium = ceniza de plantas. Es un metal alcalino de color blanco – plateado, abundante en elementos relacionados con el agua salada y otros minerales. Se oxida rápidamente en aire. Es muy reactivo en especial en agua. Químicamente es parecido al sodio.

13. Más curiosidades. Es el 5to metal más ligero y liviano. Sólido blanco que se corta con cuchillo fácilmente. Arde con llama violeta. Por su reactividad debe almacenarse en aceite. En presencia de agua puede inflamarse espontáneamente.

14. Ejemplos: El potasio metal se usa en células fotoeléctricas. Su cloruro y nitrato se utilizan como fertilizantes. El peróxido de potasio se emplea en aparatos de respiración autónomos para mineros y bomberos. Nitrato para fabricar pólvora, el cromato y dicromato en pirotecnia. El carbonato potásico en la elaboración de cristales. NaK, es una aleación de sodio y potasio que se usa para transferencia de calor.

15. Datos interesantes…! El ión K+ presente en los cromosomas estabiliza la estructura, lo mismo en el ADN y ARN donde compensa la carga negativa de los fosfatos. Está presente en hortalizas como brócoli, remolacha, coliflor y en frutas como banano, aguacate, cereza, ciruela, etc. Elemento esencial para el crecimiento de las plantas, ya que interviene en la respiración.

16. Preguntas…?

17. Entalpía de Hidratación y Ciclo de Born – Haber.

18. Entalpía de Hidratación. Se define como el calor que una sustancia desprende o recoge del ambiente al añadirle agua, es decir al hidratarla. Es el calor liberado cuando un ión en estado gaseoso interacción con el agua líquida (hidratación).

19. Ciclo de Born – Haber. Es un ciclo de reacciones químicas desarrollado primero por el físico Max Born y luego por Fritz Haber en 1917. Comprende la formación de un compuesto iónico desde la reacción de un metal (del grupo 1 o 2) con un no metal. Sirve para calcular la Energía Reticular, que no puede medirse experimentalmente.

20. Energía Reticular. En teoría representa la formación de compuestos iónicos partiendo de iones gaseosos. Es la energía necesaria para separar un mol de compuesto iónico en sus iones gaseosos.

21. Más sobre el Ciclo de Born-Haber. Es una aplicación de la Ley de Hess. Para formar iones gaseosos, se requiere convertir el elemento en gas, disociarlo si es necesario, e ionizarlo. Para las moléculas se debe considerar la entalpía de disociación.

22. Recordemos: Energía de ionización = energía necesaria para arrancar un electrón y formar un catión. Afinidad electrónica = energía necesaria para añadir un electrón y formar un anión.

23. Etapas del Ciclo de Born-Haber. 1.) Proceso de formación de átomos gaseosos partiendo del elemento en estado estándar. Considerar energías de sublimación, vaporización o disociación según sea el estado de agregación del elemento original. 2.) Formación de iones estables que están en el retículo iónico, con el elemento en estado gaseoso. Considerar energía de ionización y afinidad electrónica. 3.) Formación de red cristalina con los iones estables de gas. Energía desprendida cuando se forma un compuesto iónico de un metal y un no metal.

24. Ejemplo: NaCl.

25. Ciclo de Born-Haber para el LiF.

26. Gracias por su atención.