Una categoría de elementos metálicos conocida como metales reactivos puede reaccionar con ácidos, agua, ácidos minerales y ácidos oxidantes severos. La serie de actividad o reactividad, que clasifica los metales más reactivos de mayor a menor, se puede utilizar para identificar este grupo.
La reactividad de los metales aumenta y pierde electrones para formar iones positivos a medida que la serie avanza de abajo hacia arriba. Los que están en la parte superior de la serie se deslustran y corroen más rápido y requieren más energía para separarse y convertirse en donantes de electrones.
¿Qué es la serie de reactividad de los metales?
La serie de reactividad de los metales, también conocida como serie de actividad, es la disposición de los metales en orden descendente de reactividad. Los datos de la serie de reactividad se pueden usar para predecir si un metal puede desplazar a otro en una sola reacción de desplazamiento. También se puede utilizar para determinar la reactividad de los metales al agua y los ácidos.
Los primeros cinco elementos del gráfico se consideran altamente reactivos. Estas sustancias pueden reaccionar con agua fría o caliente para producir vapor que contiene hidrrusts e hidrógeno gaseoso. Siguiendo la lista del magnesio al cromo, los siguientes cuatro metales se consideran metales activos porque pueden reaccionar con agua caliente o vapor para producir hidrógeno gaseoso y rusts. La reducción de iones de hidrógeno es resistente a todos los rusts formados bajo los dos primeros grupos de metales.
Desde el hierro hasta el plomo, los seis elementos pueden reciclar hidrógeno de los ácidos nítrico, sulfúrico y clorhídrico. Los rusts de estos metales se pueden reducir calentándolos con carbono, hidrógeno gaseoso o monrust de carbono.
Orden decreciente de reactividad de los metales:
Cesio (Cs) > Potasio (K) > Sodio (Na) > Litio (Li) > Calcio (Ca) > Magnesio (Mg) > Aluminio (Al) > Zinc (Zn) > Hierro (Fe)
Extracción de Metales Altamente Reactivos
La reducción electrolítica se utiliza para extraer metales con alta reactividad de sus minerales, como sodio, calcio, magnesio y aluminio. Como el carbono es menos reactivo que estos metales, no se puede utilizar para reducirlos.
- Reducción electrolítica
La reducción electrolítica es un tipo de electrólisis en la que se hace pasar una corriente eléctrica a través de una sustancia iónica fundida o disuelta, lo que hace que los electrodos reaccionen químicamente y los materiales se descompongan. Los hidrrusts, rusts y cloruros de los metales en su estado combinado se reducen eléctricamente mediante este proceso.
Los metales se recogen en el cátodo. Algunos metales, como K, Na y Al, se obtienen mediante el proceso de reducción electrolítica. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de cloruro de sodio fundido o una solución de cloruro de sodio, el sodio metálico se deposita sobre el cátodo.
Na + + e − ⇢ Na
2Cl − − e − ⇢ Cl2
2NaCl ⇢ 2Na + Cl2
Electrólisis de cloruro de sodio acuoso: en una solución acuosa, el cloruro de sodio se disocia y existe como iones de sodio y cloruro. En una solución acuosa, la electrólisis del cloruro de sodio es más simple. El agua, por otro lado, puede sufrir reacciones de reducción y oxidación a varios potenciales. Como resultado, la sustancia que se oxida o se reduce no son solo los iones de sodio y cloruro, sino también la molécula de agua. Tanto en el cátodo como en el áNode, son posibles dos reacciones en competencia.
En el cátodo: se produce una reacción de reducción cuando el pH es 7. El agua se puede convertir en hidrógeno gaseoso y los iones de sodio se pueden convertir en sodio metálico.
2H 2 O (l) + 2e – → H 2 (g) + 2OH –
Na + (l) + e – → Na (l)
En el áNode: Con un pH de 7, se produce la reacción de oxidación. El agua se puede oxidar para producir oxígeno, o se puede oxidar un ion de cloruro para producir una molécula de cloro.
2H 2 O → O 2 (g) + 4H +
2Cl – → Cl2 + 2e –
Como resultado, el producto de la electrólisis del cloruro de sodio acuoso puede ser cualquier cosa entre sodio metálico o hidrógeno gaseoso en el cátodo y cloro u oxígeno gaseoso en el áNode, con un subproducto de hidrrust de sodio resultante de la reacción de sodio y agua. El producto de electrólisis está determinado por la concentración de solución acuosa de cloruro de sodio.
- Reducción electrolítica de alúmina
El electrodo negativo es un recipiente de acero que ha sido recubierto con carbono. El rust de aluminio es un tipo de compuesto iónico. Los iones Al +3 y O -2 son libres de moverse y conducir electricidad cuando se funde. El cátodo de la electrólisis de la solución de alúmina/criolita produce aluminio y el áNode produce oxígeno.
Reacción del cátodo: 4Al +3 + 12e – → 4Al
Reacción del áNode: 6O -2 – 12e – → 3O 2
Debido a que el aluminio es más denso que la alúmina, se deposita en el fondo de la celda y puede extraerse como metal líquido puro. En el áNode de carbono positivo, se libera oxígeno. El dirust de carbono también se produce en el áNode de carbono como resultado de la reacción del oxígeno caliente con el áNode de carbono para producir gas de dirust de carbono.
Carbono + Oxígeno → Dirust de carbono.
C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Los áNodes de carbono se degradan gradualmente porque cada molécula de dirust de carbono emitida lleva consigo una pequeña cantidad de carbono. Cuando los áNodes de carbón se vuelven demasiado pequeños, deben ser reemplazados.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué muestra una serie de reactividad?
Responder:
Los metales están dispuestos en orden descendente de reactividad en la serie de reactividad. La reactividad de un metal se puede determinar estudiando sus reacciones a la competencia y al desplazamiento.
Pregunta 2: ¿Qué metal es el menos reactivo?
Responder:
Los metales de transición son elementos de la tabla periódica que son mucho menos reactivos, y los metales como el oro y el platino se encuentran al final de la lista y exhiben poca reacción química con cualquier reactivo común.
Pregunta 3: ¿Cuál es el elemento más reactivo?
Responder:
Los metales alcalinos son el grupo elemental más reactivo (situado lejos de los metales intermedios y los gases nobles). El cesio es el segundo desde el fondo de este grupo, tiene seis capas de electrones y tiene las características de un átomo reactivo, lo que lo convierte en el elemento más reactivo.
Pregunta 4: ¿Por qué se hace reducción electrolítica para obtener aluminio?
Responder:
Dado que el aluminio tiene una gran afinidad por el oxígeno, es un compuesto estable. Es resistente a los agentes reductores comunes como el carbón. Como resultado, la reducción electrolítica se utiliza para obtener aluminio.
Pregunta 5: Defina reducción electrolítica.
Responder:
La reducción electrolítica es el proceso por el cual los metales altamente reactivos se eliminan de su estado compuesto. Por lo general, se hace para obtener la forma más pura del metal deseado. El magnesio y el aluminio son dos ejemplos.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA