Especial (correccional)
internado integral para ciegos
y niños con discapacidad visual en Perm
Resumen completado
estudiantes de décimo grado
Ponomarev Oleg,
Korshunov Artem
Supervisor:
L.Yu. Zakharova,
profesor de quimica
Permanente
Introducción
Características generales de los elementos del grupo I A-grupo.
4 – 10
1.1. Historia del descubrimiento y distribución de metales alcalinos en la naturaleza.
4 – 5
5 - 6
6 – 8
8 – 9
9 – 10
Papel biológico de los elementos del grupo I A-grupo. Su uso en medicina.
11 – 17
Vías de entrada de metales alcalinos al cuerpo humano.
18 – 21
Trabajo practico
22 – 23
Conclusiones
24 – 25
Literatura utilizada
Introducción
Hace tiempo que ha llegado el momento en que todo el mundo debería pensar en su salud y no sólo en la suya propia. Los conocimientos que adquirimos en la escuela, por ejemplo en química, no los utilizamos muy a menudo en la vida cotidiana. Sin embargo, este tema en particular puede convertirse en una fuente de conocimiento sobre nuestra salud. Gracias a la química aprendemos cómo las sustancias de nuestro planeta afectan los procesos vitales del organismo y, en general, a la propia vida humana, qué nos es útil y en qué cantidades y, finalmente, qué es nocivo y en qué medida.
El cuerpo humano es un sistema químico complejo que no puede funcionar de forma independiente, sin conexión con el medio ambiente. Se ha comprobado que casi todos los elementos químicos están presentes en un organismo vivo: algunos son macroelementos, mientras que el contenido de otros es insignificante, son microelementos. Las formas en que los elementos ingresan al cuerpo son diferentes y su influencia en el cuerpo es variada, pero cada uno desempeña su propio papel biológico.
Es imposible estudiar el significado de cada elemento dentro de una obra. Hemos elegido el primer grupo de elementos químicos de la tabla periódica de D.I.
Objetivo de este estudio – Estudiar el papel biológico de los metales alcalinos para el cuerpo humano.
En este sentido, decidimos aclarar las siguientes cuestiones para cada metal del grupo IA:
características generales y rasgos estructurales de los átomos de cada elemento, así como las propiedades de las sustancias que forman;
presencia del elemento en el cuerpo;
las necesidades del cuerpo;
el efecto del exceso y deficiencia del elemento en la salud humana;
fuentes naturales;
Métodos para detectar un elemento.
1. Características generales de los elementos del grupo I A-grupo
Período
Grupo
EN El grupo I A incluye elementos s: metales alcalinos, que son extremadamente importantes para la vida normal de animales y personas. Los macroelementos sodio y potasio son los de mayor importancia para los organismos.
3Li
11 na
19K
37 libras
55 C
87 francos
1.1. Historia del descubrimiento y distribución en la naturaleza.
metales alcalinos
El nombre "metales alcalinos" se debe al hecho de que los hidróxidos de los dos principales representantes de este grupo, el sodio y el potasio, se conocen desde hace mucho tiempo como álcalis. A partir de estos álcalis, sometiéndolos a electrólisis en estado fundido, G. Davy en 1807 por primera vez recibió potasio y sodio gratis. J. Berzelius propuso llamar sodio al elemento número 11 (del árabe natrun- refresco), y el elemento número 19, por sugerencia de Gilbert, recibió el nombre de potasio (del árabe álcali– álcali).
Los metales restantes fueron aislados más tarde por los científicos a partir de los compuestos. El litio fue descubierto por el químico sueco I. Arfvedson en 1817 y, por sugerencia de J. Berzelius, se le llamó litio (del griego litos- piedra), porque A diferencia del potasio, que hasta entonces sólo se encontraba en las cenizas de las plantas, se encontraba en la piedra.
El rubidio se aisló en 1861 y el cesio en 1860. El francio se obtuvo artificialmente en 1939. El investigador francés M. Pere durante la desintegración del actinio, encuentra un elemento radiactivo.
Debido a su muy fácil oxidación, los metales alcalinos se encuentran en la naturaleza exclusivamente en forma de compuestos. Algunos de sus compuestos naturales, en particular las sales de sodio y potasio, están bastante extendidos y se encuentran en muchos minerales, plantas y aguas naturales.
El sodio y el potasio son elementos comunes: el contenido de cada uno de ellos en la corteza terrestre es aproximadamente del 2% en peso. Ambos metales se encuentran en varios minerales y en rocas de madriguera de tipo silicato.
El cloruro de sodio (NaCl) se encuentra en el agua de mar y también forma espesos depósitos de sal gema en muchos lugares del mundo. Las capas superiores de estos depósitos contienen a veces cantidades bastante importantes de potasio, principalmente en forma de cloruro KCl o sales dobles con sodio y magnesio KCl ∙MgCl 2. Sin embargo, son raras las grandes acumulaciones de sales de potasio de importancia industrial. Los más importantes son los depósitos de Solikamsk (silvinita) en Rusia, los depósitos de Strassfurt en Alemania y los depósitos de Alsacia en Francia.
En Chile se encuentran yacimientos de nitrato de sodio NaNO 3. El agua de muchos lagos contiene Na 2 CO 3 soda. Finalmente, en la bahía Kara-Bogaz-Gol del Mar Caspio se encuentran enormes cantidades de sulfato de sodio Na 2 SO 4, donde esta sal se deposita en una gruesa capa en el fondo durante los meses de invierno.
El litio, el rubidio y el cesio son mucho menos comunes que el sodio y el potasio. El litio es el más común, pero los minerales que lo contienen rara vez forman grandes acumulaciones. El rubidio y el cesio se encuentran en pequeñas cantidades en algunos minerales de litio.
El francio se encuentra en la naturaleza en cantidades insignificantes (apenas hay 500 g en todo el mundo y se obtiene artificialmente);
1.2. Estructura y propiedades de los átomos de metales alcalinos.
La fórmula electrónica de la capa de valencia de los átomos de metales alcalinos es ns 1, es decir Los átomos de estos elementos tienen un electrón de valencia cada uno en el subnivel s del nivel de energía exterior. En consecuencia, el estado de oxidación estable de los metales alcalinos es +1.
Todos los elementos del grupo IA tienen propiedades muy similares, lo que se explica por la estructura similar no solo de la capa de electrones de valencia, sino también de la exterior (con la excepción del litio).
A medida que aumenta el radio de un átomo en el grupo Li – Na – K – Rb – Cs – Fr, el enlace entre el electrón de valencia y el núcleo se debilita. En consecuencia, en esta serie disminuye la energía de ionización de los átomos de metales alcalinos.
Al tener un electrón en su capa de valencia, ubicada a gran distancia del núcleo, los átomos de metales alcalinos ceden fácilmente un electrón. Esto provoca una baja energía de ionización. Como resultado de la ionización, se forman cationes E +, que tienen una configuración electrónica estable de átomos de gases nobles.
La tabla muestra algunas propiedades de los átomos de metales alcalinos.
Característica
3 li
11 N / A
1 9K
37 libras
55 Cs
87 francos
electrones de valencia
2s 1
3s 1
4s 1
5s 1
6s 1
7s 1
Masa molar, g/mol
23,0
39,1
85,5
132,9
Radio metálico de un átomo, pm.
Radio cristalino de un átomo, pm
energía de ionización,
kJ/mol
Los metales alcalinos son los representantes más típicos de los metales: sus propiedades metálicas son especialmente pronunciadas.
1.3. Los metales alcalinos son sustancias simples.
Sustancias blandas de color blanco plateado (cortadas a cuchillo), con un brillo característico en la superficie recién cortada. Cuando se expone al aire, la superficie brillante del metal se vuelve opaca inmediatamente debido a la oxidación.
Todos ellos son ligeros y fusibles y, por regla general, su densidad aumenta de Li a Cs y su punto de fusión, por el contrario, disminuye.
Característica
li
N / A
k
Rb
cs
fr.
Densidad, g/cm 3
0,53
0,97
0,86
1,53
Dureza (diamante = 10)
Conductividad eléctrica (Hg = 1)
11,2
13,6
Punto de fusión, C
Punto de ebullición, C
1350
Potencial de electrodo estándar, V
3,05
2,71
2,92
2,93
2,92
Número de coordinación
4, 6
4, 6
6, 8
Todos los metales alcalinos tienen potenciales redox estándar negativos, grandes en valor absoluto. Esto los caracteriza como agentes reductores muy fuertes. Sólo el litio es algo inferior a muchos metales en actividad química.
A pesar de la similitud de propiedades, el sodio y especialmente el litio se diferencian de otros metales alcalinos. Esto último se debe principalmente a una diferencia significativa en los radios de sus átomos y en la estructura de las capas de electrones.
Los metales alcalinos se encuentran entre los elementos químicamente más activos. La actividad química de los metales alcalinos aumenta naturalmente al aumentar el radio atómico.
Li Na K Rb Cs Fr
La actividad química aumenta.
El radio del átomo aumenta.
Los metales alcalinos interactúan activamente con casi todos los no metales.
Al interactuar con oxigeno el litio forma el óxido Li 2 O y los metales alcalinos restantes forman peróxidos Na 2 O 2 y superóxidos KO 2, RbO 2, CsO 2. Por ejemplo:
4Li (t) + O 2 (g) = 2Li 2 O (t)
2Na (t) + O 2 (g) = Na 2 O 2 (t)
K (t) + O 2 (g) = KO 2 (t)
Los metales alcalinos reaccionan activamente. con halógenos, formando haluros de EG; con azufre- con la formación de sulfuros E 2 S. Los metales alcalinos, a excepción del litio, no reaccionan directamente con el nitrógeno.
2E(t) + Cl 2 (g) = 2ECl (t)
2E(t) + S (t) = mi 2 S (t)
Todos los metales alcalinos reaccionan directamente. con agua, formando hidróxidos de EON - álcalis y reduciendo el agua a hidrógeno:
2E (t) + 2H 2 O (l) = 2EON (r) + H 2 (g)
La intensidad de la interacción con el agua aumenta significativamente en la serie Li-Cs.
El poder reductor de los metales alcalinos es tan grande que pueden incluso reducir los átomos de hidrógeno, convirtiéndolos en iones H - cargados negativamente. Así, al calentar metales alcalinos en un chorro hidrógeno se obtienen sus hidruros, por ejemplo:
2E(t) + norte 2 (g) = 2EN
1.4. Aplicación de metales alcalinos.
Los metales alcalinos y sus compuestos se utilizan ampliamente en tecnología.
El litio se utiliza en la energía nuclear. En particular, el isótopo 6 Li sirve como fuente industrial para la producción de tritio y el isótopo 7 Li se utiliza como refrigerante en reactores de uranio. Debido a la capacidad del litio para combinarse fácilmente con hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre, se utiliza en metalurgia para eliminar trazas de estos elementos de metales y aleaciones.
El litio y sus compuestos también se utilizan como combustible para cohetes. Los lubricantes que contienen compuestos de litio conservan sus propiedades en un amplio rango de temperaturas. El litio se utiliza en la cerámica, el vidrio y otras industrias químicas. En general, en términos de importancia en la tecnología moderna, este metal es uno de los elementos raros más importantes.
El cesio y el rubidio se utilizan para fabricar células solares. Estos dispositivos, que convierten la energía radiante en energía de corriente eléctrica y se basan en el fenómeno del efecto fotoeléctrico, utilizan la capacidad de los átomos de cesio y rubidio para dividir los electrones de valencia cuando se exponen a la energía radiante sobre el metal.
Las áreas de aplicación más importantes del sodio son la energía nuclear, la metalurgia y la industria de síntesis orgánica.
En la energía nuclear, el sodio y su aleación con potasio se utilizan como refrigerantes de metales líquidos. La aleación de sodio y potasio, que contiene un 77,2% de potasio, se encuentra en estado líquido en un amplio rango de temperaturas, tiene un alto coeficiente de transferencia de calor y no interactúa con la mayoría de los materiales estructurales.
En metalurgia, varios metales refractarios se obtienen mediante el método térmico del sodio. Además, el sodio se utiliza como aditivo para reforzar las aleaciones de plomo.
En la industria de la síntesis orgánica, el sodio se utiliza en la producción de muchas sustancias. También sirve como catalizador en la producción de algunos polímeros orgánicos.
El potasio es uno de los elementos necesarios en cantidades importantes para la nutrición de las plantas. Aunque hay bastantes sales de potasio en el suelo, algunas plantas cultivadas también se llevan una gran cantidad. El lino, el cáñamo y el tabaco eliminan especialmente mucho potasio. Para reponer la pérdida de potasio del suelo, es necesario agregar fertilizantes potásicos al suelo.
1.5. Compuestos de metales alcalinos
Óxidos E 2 ACERCA DE- sólidos. Tienen propiedades básicas pronunciadas: interactúan con agua, ácidos y óxidos ácidos. Por ejemplo:
E2O(t) + H2O(l) = 2EON (p)
Peróxidos y superóxidos mi 2 ACERCA DE 2 y EO 2 Los metales alcalinos son agentes oxidantes fuertes. El peróxido de sodio y el superóxido de potasio se utilizan en objetos cerrados (submarinos, naves espaciales) para absorber dióxido de carbono y regenerar oxígeno:
2Na 2 O 2 (t) + 2CO 2 (g) = 2Na 2 CO 3 (t) + O 2 (g)
4KO 2 (t) + 2CO 2 (g) = 2K 2 CO 3 (t) + 3O 2 (g)
El peróxido de sodio también se utiliza para blanquear tejidos, lana, seda, etc.
álcalis– sustancias cristalinas sólidas, blancas, muy higroscópicas, relativamente fusibles y muy solubles en agua (a excepción del LiOH). Los álcalis sólidos y sus soluciones concentradas tienen un efecto corrosivo sobre tejidos, papel y tejidos vivos debido a la deshidratación y la hidrólisis alcalina de las proteínas. Por lo tanto, trabajar con ellos requiere precauciones de protección. Debido a su fuerte efecto corrosivo, estos álcalis se denominan cáusticos (NaOH - soda cáustica, cáustico, KOH - potasio cáustico).
Los álcalis se disuelven bien en agua con la liberación de una gran cantidad de calor, exhiben propiedades pronunciadas de bases solubles fuertes: interactúan con ácidos, óxidos ácidos, sales, óxidos e hidróxidos anfóteros.
La soda cáustica se utiliza en grandes cantidades para purificar productos derivados del petróleo. en las industrias papelera y textil, para la producción de jabón y fibras.
El potasio cáustico es más caro y se utiliza con menos frecuencia. Su principal ámbito de aplicación es la producción de jabón líquido.
Sales de metales alcalinos– sustancias cristalinas sólidas de estructura iónica. Los más importantes son los carbonatos, sulfatos y cloruros.
La mayoría de las sales de metales alcalinos son muy solubles en agua (a excepción de las sales de litio: Li 2 CO 3, LiF, Li 3 PO 4).
Con los ácidos polibásicos, los metales alcalinos forman tanto medios (E 2 SO 4, E 3 PO 4, E 2 CO 3, E 2 SO 3, etc.) como ácidos (ENSO 4, EN 2 PO 4, E 2 NPO 4, ENSO 3, etc.) sales.
Na 2 CO 3 - carbonato de sodio, forma hidrato cristalino Na 2 CO 3 ∙10H 2 CO 3, conocido como sosa cristalina, que se utiliza en la producción de vidrio, papel y jabón. Esta es sal media.
En la vida cotidiana, la sal ácida más conocida es el bicarbonato de sodio NaHCO 3 y se utiliza en la industria alimentaria (bicarbonato de sodio) y en medicina (bicarbonato de sodio);
K 2 CO 3 - carbonato de potasio, nombre técnico - potasa, utilizado en la producción de jabón líquido y para la preparación de vidrio refractario, así como como fertilizante.
Na 2 SO 4 ∙10H 2 O – sulfato de sodio hidrato cristalino, nombre técnico sal de Glauber, se utiliza para la producción de refrescos y vidrio, y también como laxante.
NaCl: el cloruro de sodio, o sal de mesa, es la materia prima más importante en la industria química y se utiliza ampliamente en la vida cotidiana.
2. Papel biológico de los elementos s del grupo IA. Su uso en medicina.
Elemento químico, E
10 -4 %
0,08%
0,23%
10 -5 %
10 -4 %
Los metales alcalinos en forma de diversos compuestos forman parte de los tejidos humanos y animales.
El sodio y el potasio son elementos vitales que están constantemente presentes en el organismo y participan en el metabolismo. El litio, el rubidio y el cesio también se encuentran constantemente en el cuerpo, pero su papel fisiológico y bioquímico no se conoce bien. Se pueden clasificar como oligoelementos.
En el cuerpo humano, los metales alcalinos se encuentran en forma del catión E +.
La similitud de la estructura electrónica de los iones de metales alcalinos y, en consecuencia, las propiedades fisicoquímicas de los compuestos, también determina la similitud de su efecto sobre los procesos biológicos. Las diferencias en la estructura electrónica determinan sus diferentes funciones biológicas. Sobre esta base, es posible predecir el comportamiento de los metales alcalinos en los organismos vivos.
Así, el sodio y el litio se acumulan en el líquido extracelular y el potasio, el rubidio y el cesio se acumulan en el líquido intracelular. El litio y el sodio tienen una acción biológica especialmente cercana. Por ejemplo, son muy similares en sus propiedades activadoras de enzimas.
La similitud de las propiedades del sodio y el litio determina su intercambiabilidad en el organismo. En este sentido, con una introducción excesiva de iones de sodio o litio en el cuerpo, pueden reemplazarse entre sí de manera equivalente. Ésta es la base para la administración de cloruro de sodio en casos de intoxicación por sal de litio. De acuerdo con el principio de Le Chatelier, el equilibrio entre los iones de sodio y litio en el cuerpo se desplaza hacia la eliminación de los iones Li +, lo que conduce a una disminución de su concentración y al logro de un efecto terapéutico.
El rubidio y el cesio tienen propiedades físicas y químicas cercanas a los iones de potasio, por lo que se comportan de manera similar en los organismos vivos. En los sistemas estudiados, el potasio, el rubidio y el cesio son sinérgicos, y con el litio son antagonistas. La similitud del rubidio y el potasio es la base para la introducción de sales de potasio en el cuerpo en caso de intoxicación con sales de rubidio.
El sodio y el potasio suelen ser antagonistas, pero en algunos casos la similitud de muchas propiedades fisicoquímicas determina su intercambio en los organismos vivos. Por ejemplo, con un aumento en la cantidad de sodio en el cuerpo, aumenta la excreción de potasio por los riñones, es decir, se produce hipopotasemia.
Litio. El contenido de litio en el cuerpo humano es de unos 70 mg (10 mmol). El litio es uno de los microelementos más valiosos o, como también lo llaman, minimetales. El litio alguna vez se usó para tratar la gota y el eczema. Y en 1971 En la revista “Medical News” apareció un mensaje interesante: en aquellas zonas donde el agua potable contiene grandes cantidades de litio, la gente es más amable y tranquila, hay menos personas groseras y alborotadoras entre ellos, y hay muchas menos enfermedades mentales. Se revelaron las propiedades psicotrópicas de este metal. El litio empezó a utilizarse para la depresión, la hipocondría, la agresividad e incluso la drogadicción.
Sin embargo, el litio puede ser tanto “bueno” como “malo”. Ha habido casos en los que, durante el tratamiento con inyecciones de litio, se produjo un trastorno metabólico grave y las consecuencias graves son inevitables.
Los compuestos de litio en los animales superiores se concentran en el hígado, los riñones, el bazo, los pulmones, la sangre y la leche. La cantidad máxima de litio se encuentra en los músculos humanos. El papel biológico del litio como oligoelemento aún no se ha dilucidado por completo.
Se ha comprobado que a nivel de las membranas celulares, los iones de litio compiten con los iones de sodio al ingresar a las células. Obviamente, la sustitución de iones de sodio en las células por iones de litio está asociada con una mayor covalencia de los compuestos de litio, por lo que son mejor solubles en fosfolípidos.
Se ha establecido que algunos compuestos de litio tienen un efecto positivo en pacientes con depresión maníaca. Absorbidos en el tracto gastrointestinal, los iones de litio se acumulan en la sangre. Cuando la concentración de iones de litio alcanza 0,6 mmol/l o más, se produce una disminución de la tensión emocional y un debilitamiento de la excitación maníaca. Sin embargo, el contenido de iones de litio en el plasma sanguíneo debe controlarse estrictamente. En los casos en que la concentración de iones de litio supere los 1,6 mmol/l, son posibles fenómenos negativos.
Ahora se sabe que, además de los efectos psicotrópicos, el litio tiene propiedades para prevenir la esclerosis, las enfermedades cardíacas y, en cierta medida, la diabetes y la hipertensión. “Ayuda” al magnesio en su protección antiesclerótica.
A finales de 1977 Se publicaron los resultados de los estudios realizados en la Clínica Hematológica de Cracovia. Los estudios se dedicaron a la influencia del litio en el sistema hematopoyético. Resultó que este oligoelemento activa la acción de las células de la médula ósea que aún no han muerto. El descubrimiento podría desempeñar un papel importante en la lucha contra el cáncer de sangre. La investigación aún está en curso. Me gustaría creer que sus resultados brindarán una ayuda invaluable a las personas.
Sodio. El contenido de sodio en el cuerpo humano que pesa 70 kg es de aproximadamente 60 g (2610 mmol). De esta cantidad, el 44% del sodio se encuentra en el líquido extracelular y el 9% en el líquido intracelular.
La cantidad restante de sodio se encuentra en el tejido óseo, que es el lugar de depósito del ion Na+ en el cuerpo. Aproximadamente el 40% del sodio contenido en el tejido óseo participa en los procesos metabólicos y, debido a esto, el esqueleto es donante o aceptor de iones de sodio, lo que ayuda a mantener una concentración constante de iones de sodio en el líquido extracelular.
El sodio es el principal ion extracelular. El cuerpo humano contiene sodio en forma de sales solubles, principalmente cloruro de NaCl, fosfato de Na 3 PO 4 y bicarbonato de NaHCO 3.
El sodio se distribuye por todo el cuerpo: en el suero sanguíneo, el líquido cefalorraquídeo, el líquido ocular, los jugos digestivos, la bilis, los riñones, la piel, el tejido óseo, los pulmones y el cerebro.
Los iones de sodio desempeñan un papel importante para garantizar la constancia del ambiente interno del cuerpo humano, participan en el mantenimiento de la presión osmótica constante del biofluido y garantizan el equilibrio ácido-base del cuerpo. Los iones de sodio participan en la regulación del intercambio iónico y afectan el funcionamiento de las enzimas. Junto con los iones de potasio, magnesio, calcio y cloro, el ion sodio participa en la transmisión de los impulsos nerviosos a través de las membranas de las células nerviosas y mantiene la excitabilidad normal de las células musculares.
Cuando cambia el contenido de sodio en el cuerpo, se producen disfunciones de los sistemas nervioso, cardiovascular y otros, así como de los músculos lisos y esqueléticos. El cloruro de sodio NaCl sirve como principal fuente de ácido clorhídrico para el jugo gástrico.
El sodio ingresa al cuerpo humano principalmente en forma de sal de mesa NaCl. La verdadera necesidad diaria de sodio del organismo es de 1 g, aunque el consumo medio de este elemento alcanza entre 4 y 7 g.
El consumo excesivo y continuo de NaCI contribuye a la aparición de hipertensión. En el cuerpo de una persona sana se mantiene un equilibrio entre la cantidad de sodio consumido y excretado. Aproximadamente el 90% del sodio consumido se excreta por la orina y el resto por el sudor y las heces.
Entonces, para resumir: los iones de sodio juegan un papel importante:
para asegurar la homeostasis osmótica
para asegurar el equilibrio ácido-base del cuerpo.
en la regulación del metabolismo del agua
en el trabajo de las enzimas
en la transmisión de impulsos nerviosos
en el trabajo de las células musculares.
solución isotónicaNaCI (0,9%) para inyección, se administra por vía subcutánea, intravenosa y en enemas para la deshidratación e intoxicación, y también se utiliza para lavar heridas, ojos, mucosa nasal, así como para disolver diversos medicamentos.
Soluciones hipertónicasNaCI (3-5-10%) utilizado externamente en forma de compresas y lociones en el tratamiento de heridas purulentas. El uso de este tipo de compresas favorece, por la ley de ósmosis, la separación del pus de las heridas y la plasmólisis de las bacterias (efecto antimicrobiano). Para el lavado gástrico en caso de intoxicación por AgNO 3, se prescribe por vía oral una solución de NaCI al 2-5%, que se convierte en cloruro de plata ligeramente soluble y no tóxico:
Ag + + CI - = AgCI (t)
beber refresco(bicarbonato de sodio, bicarbonato de sodio) NaHCO 3 se utiliza para diversas enfermedades acompañadas de alta acidez: acidosis (diabetes, etc.). El mecanismo para reducir la acidez es la interacción de NaHCO 3 con productos ácidos. En este caso, se forman sales de sodio de ácidos orgánicos, que se excretan en gran medida con la orina, y dióxido de carbono, que sale del cuerpo con el aire exhalado:
NaHCO3 (p) + RCOOH (p) → RCOONa(p) + H 2O(l) + CO2(g)
NaHCO 3 también se utiliza para aumentar la acidez del jugo gástrico y las úlceras gástricas y duodenales. Al tomar NaHCO 3, se produce una reacción de neutralización del exceso de ácido clorhídrico:
NaHCO 3 (s) + HCl (s) = NaCl (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g)
Hay que tener en cuenta que se debe tener cuidado con el uso de bicarbonato de sodio, porque... puede causar una serie de efectos secundarios.
Las soluciones de bicarbonato de sodio se utilizan como enjuagues y lavados para enfermedades inflamatorias de los ojos y las membranas mucosas del tracto respiratorio superior. La acción del NaHCO 3 como antiséptico se basa en el hecho de que, como resultado de la hidrólisis, una solución acuosa de refresco presenta propiedades ligeramente alcalinas:
NaHCO3 + H2O ↔ NaOH + H2CO3
Cuando las células microbianas se exponen a los álcalis, se produce la precipitación de proteínas celulares y, como resultado, la muerte de los microorganismos.
sal de Glauber(sulfato de sodio) Na 2 SO 4 ∙10H 2 O se utiliza como laxante. Esta sal se absorbe lentamente en el intestino, lo que conduce a un mantenimiento prolongado de la presión osmótica en la cavidad intestinal. Como resultado de la ósmosis, el agua se acumula en los intestinos, su contenido se licua, las contracciones intestinales se intensifican y las heces se eliminan más rápidamente.
Bórax(tetraborato de sodio) Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O se usa externamente como antiséptico para enjuagues, duchas vaginales y lubricaciones. El efecto antiséptico del bórax es similar al efecto del bicarbonato de sodio y está asociado con la reacción alcalina de una solución acuosa de esta sal, así como con la formación de ácido bórico:
Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O ↔ 4H 3 BO 3 + 2NaOH
hidróxido de sodio en forma de una solución de NaOH al 10%, forma parte del silano, utilizado en la práctica ortopédica para fundir modelos resistentes al fuego en la fabricación de prótesis sólidas a partir de una aleación de cobalto y cromo.
Isótopo radiactivo El 24 Na se utiliza como marcador para determinar la velocidad del flujo sanguíneo y también se utiliza para tratar algunas formas de leucemia.
Potasio. El contenido de potasio en el cuerpo humano que pesa 70 kg es de aproximadamente 160 g (4090 mmol). El potasio es el principal catión intracelular y representa 2/3 del número total de cationes celulares activos. En la mayoría de los casos, el potasio es un antagonista del sodio.
De la cantidad total de potasio contenida en el cuerpo, el 98% se encuentra dentro de las células y sólo alrededor del 2% se encuentra en el líquido extracelular. El potasio se distribuye por todo el cuerpo. Su topografía: hígado, riñones, corazón, tejido óseo, músculos, sangre, cerebro, etc.
Los iones potasio K+ desempeñan un papel importante en los procesos fisiológicos:
contracción muscular
en el funcionamiento normal del corazón
Participa en la transmisión de los impulsos nerviosos.
en reacciones de intercambio
Activa el trabajo de una serie de enzimas ubicadas dentro de la célula.
regula el equilibrio ácido-base
Tiene propiedades protectoras contra los efectos no deseados del exceso de sodio y normaliza la presión arterial. En el cuerpo de las personas que comen muchas verduras ricas en potasio (vegetarianos), la cantidad de potasio y sodio está en equilibrio. Estas personas suelen tener una presión arterial más baja que sus conciudadanos amantes de la carne.
Tiene un efecto antiesclerótico.
El potasio tiene la capacidad de mejorar la formación de orina.
Un adulto suele consumir de 2 a 3 g de potasio al día con los alimentos. La concentración de iones de potasio en el líquido extracelular, incluido el plasma, es normalmente de 3,5 a 5,5 mmol/l, y la concentración de potasio intracelular es de 115 a 125 mmol/l.
Rubidio y cesio. Según su contenido en el cuerpo humano, el rubidio y el cesio se clasifican como microelementos. Están constantemente contenidos en el cuerpo, pero su papel biológico aún no se ha aclarado.
El rubidio y el cesio se encuentran en todos los órganos estudiados de mamíferos y humanos. Al ingresar al cuerpo con los alimentos, se absorben rápidamente desde el tracto gastrointestinal a la sangre. El nivel medio de rubidio en la sangre es de 2,3 a 2,7 mg/l y su concentración en los eritrocitos es casi tres veces mayor que en el plasma. El rubidio y el cesio se distribuyen de manera muy uniforme en órganos y tejidos, el rubidio se acumula principalmente en los músculos y el cesio ingresa al intestino y se reabsorbe en sus secciones descendentes.
Se conoce el papel del rubidio y el cesio en algunos procesos fisiológicos. Actualmente se ha establecido el efecto estimulante de estos elementos sobre las funciones circulatorias y la eficacia del uso de sus sales para la hipotensión de diversos orígenes. En el laboratorio de I.P. Pavlov, S.S. Botkin descubrió que los cloruros de cesio y rubidio provocan un aumento de la presión arterial durante un tiempo prolongado y que este efecto se asocia principalmente con una mayor actividad cardiovascular y constricción de los vasos periféricos.
Al ser un análogo completo del potasio, el rubidio también se acumula en el líquido intracelular y puede reemplazar una cantidad equivalente de potasio en varios procesos. El sinergismo (químico) es el efecto combinado simultáneo de dos (o más) factores, caracterizado por el hecho de que dicho efecto combinado excede significativamente el efecto de cada componente individual. El rubidio, un sinérgico del potasio, activa muchas de las mismas enzimas que el potasio.
Los isótopos radiactivos 137 Cs y 87 Rb se utilizan en la radioterapia de tumores malignos, así como en el estudio del metabolismo del potasio. Debido a su rápida descomposición, pueden incluso introducirse en el organismo sin temor a efectos nocivos a largo plazo.
Franco. Es un elemento químico radiactivo obtenido artificialmente. Existe evidencia de que el francio es capaz de acumularse selectivamente en tumores en las primeras etapas de su desarrollo. Estas observaciones pueden ser útiles para diagnosticar el cáncer.
De este modo, De los elementos del grupo IA, Li, Rb, Cs son fisiológicamente activos y Na y K son vitales. La similitud de las propiedades fisicoquímicas del Li y el Na, debido a la similitud de la estructura electrónica de sus átomos, también se manifiesta en la acción biológica de los cationes (acumulación en el líquido extracelular, intercambiabilidad). La naturaleza similar de la acción biológica de los cationes de elementos de períodos prolongados: K +, Rb +, Cs + (acumulación en el líquido intracelular, intercambiabilidad) también se debe a la similitud de su estructura electrónica y propiedades fisicoquímicas. Ésta es la base para el uso de preparaciones de sodio y potasio para el envenenamiento con sales de litio y rubidio.
3. Vías de entrada de metales alcalinos
en el cuerpo humano
Las formas en que los elementos químicos ingresan al cuerpo humano son variadas y se presentan en el diagrama:
Humano
En el proceso de evolución de sustancias inorgánicas a bioorgánicas, la base para el uso de ciertos elementos químicos en la creación de sistemas biológicos es la selección natural.
La tabla muestra datos sobre el contenido de elementos del grupo I A (metales alcalinos) en la corteza terrestre, el agua de mar, los organismos vegetales y animales y en el cuerpo humano (fracción de masa en%).
La tabla muestra que cuanto mayor es la abundancia de un elemento en la corteza terrestre, más se encuentra en el cuerpo humano.
li
N / A
k
Rb
cs
la corteza terrestre
6,5∙10 -3
0,03
datos precisos
No
Suelo
3∙10 -3
0,63
1,36
5∙10 -3
agua de mar
1,5∙10 -5
1,06
0,038
2∙10 -5
Plantas
1∙10 -5
0,02
5∙10 -4
animales
10 -4
0,27
10 -5
Humano
10 -4
0,08
0,23
10 -5
10 -4
Los metales alcalinos más necesarios para el cuerpo humano son el sodio y el potasio. Casi todos los elementos ingresan al cuerpo humano principalmente a través de los alimentos.
Fuentes de litio.
El litio se encuentra en algunas aguas minerales, así como en la sal marina y gema. También se encuentra en las plantas, pero su concentración, como cualquier microelemento, depende no solo del tipo y parte de la planta, sino también de la época del año e incluso del día, de las condiciones de recolección y del clima, así como de la zona. donde crece esta planta.
En nuestro país, el litio fue estudiado por empleados del Instituto de Geoquímica que lleva el nombre de Acad. V.I.Vernadsky en Moscú. Se descubrió que las partes aéreas de las plantas son más ricas en litio que las raíces. La mayor parte del litio se encuentra en plantas de la familia de las rosas, el clavo y las solanáceas, que incluyen los tomates y las patatas. Aunque dentro de una familia la diferencia en su contenido puede ser enorme, varias docenas de veces. Esto depende de la ubicación geográfica y del contenido de litio en el suelo.
Fuentes de sodio.
El sodio está presente en diversos suplementos dietéticos en forma de glutamato monosódico (saborizante), sacarina sódica (edulcorante), nitrato de sodio (conservante), ascorbato de sodio (antioxidante) y bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio), así como en algunos medicamentos (antiácidos). ). Sin embargo, la mayor parte del sodio de la dieta proviene de la sal.
Los niveles de NaCl son relativamente bajos en todos los alimentos que no han sido especialmente procesados. Sin embargo, la sal se ha utilizado como conservante y aromatizante durante varios siglos. También se utiliza como tinte, relleno y para controlar el proceso de fermentación (por ejemplo, al hornear pan). Por este motivo, se añade a alimentos como el jamón, las salchichas, el tocino y otros productos cárnicos, las carnes y pescados ahumados, las verduras enlatadas, la mayoría de las mantequillas, la margarina, el queso, los alimentos sin azúcar, los snacks y los cereales que comemos en casa. desayuno.
La ingesta de sodio recomendada es 1,5 gramos por día. El exceso de sal en la dieta se asocia con una mayor probabilidad de sufrir cáncer de estómago y es perjudicial para los riñones, especialmente si tienen algún problema con el sistema urinario. El exceso de sal es uno de los principales factores del estilo de vida que conduce a la hipertensión. Si la hipertensión es asintomática, aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular y accidente cerebrovascular. Las directrices actuales para la prevención de la hipertensión han demostrado que la dieta más eficaz para la prevención y el tratamiento de la hipertensión arterial debe ser baja en sodio y grasas e incluir grandes cantidades de productos lácteos bajos en grasa (una fuente de calcio) y frutas y verduras. (una fuente de potasio). Por lo tanto, es importante cambiar la dieta en su conjunto, en lugar de centrarse en un solo componente de la dieta. Otros factores positivos importantes incluyen la actividad física y el peso corporal normal.
Las personas con enfermedad renal y los niños muy pequeños no pueden tolerar grandes cantidades de sodio porque sus riñones no pueden eliminarlo. Por este motivo, no se debe añadir sal a la comida de los niños pequeños.
Por ley, las etiquetas de los alimentos deben indicar el contenido de sodio, pero algunos fabricantes ignoran esta regla y enumeran la cantidad de sal.
Recordamos: “ La sal de mesa puede resultar molesta nuestra salud!»
Fuentes de potasio.
La mejor fuente de potasio son los alimentos vegetales. Se trata de sandías, melones, naranjas, mandarinas, plátanos, frutos secos (higos, albaricoques, escaramujos). Las bayas ricas en potasio incluyen arándanos rojos, fresas y grosellas negras y rojas. También hay mucho potasio en las verduras (especialmente las patatas), las legumbres, los productos integrales y el arroz.
La reacción del cuerpo a la deficiencia de potasio.
Con falta de potasio en el cuerpo, se observa debilidad muscular, letargo intestinal y disfunción cardíaca.
"Aún no me he levantado, ya estoy cansado": así es como el médico caracteriza en sentido figurado y claro la deficiencia de potasio en el cuerpo. Un contenido bajo de potasio en el cuerpo suele provocar astenia (agotamiento físico y mental, fatiga), insuficiencia renal y agotamiento de la corteza suprarrenal. Existe el riesgo de alterar los procesos metabólicos y la conductividad en el miocardio.
La deficiencia de potasio reduce el rendimiento, ralentiza la cicatrización de heridas y provoca una alteración de la conducción neuromuscular. Se notan piel seca, opacidad y debilidad del cabello (esto es motivo de gran preocupación, especialmente para mujeres y niñas).
La muerte súbita puede ocurrir con un aumento del estrés. Hay mala transmisión de los impulsos nerviosos. Los diuréticos (diuréticos) reducen la absorción de potasio. Al preparar alimentos, es necesario prestar atención al hecho de que los compuestos de potasio son solubles en agua. Esta circunstancia obliga a lavar los productos que lo contienen antes de picarlos y cocinarlos en una pequeña cantidad de agua.
Por cierto, la medicina tradicional cree que el deseo apasionado de beber alcohol está asociado con una falta de potasio en el cuerpo.
Para el uso de agotamiento de potasio. cloruro de potasio KCl 4 - 5 veces al día, 1 g.
La reacción del cuerpo al exceso de potasio.
Con un exceso de potasio en el cuerpo, se inhiben las funciones principales del corazón: disminución de la excitabilidad del músculo cardíaco, disminución de la frecuencia cardíaca, deterioro de la conductividad y debilitamiento de la fuerza de las contracciones del corazón. En concentraciones elevadas, los iones de potasio provocan un paro cardíaco en la diástole (la fase de contracción de los ventrículos del corazón). La dosis tóxica de potasio es de 6 g. La dosis letal es de 14 g. Las sales de potasio pueden ser tóxicas para el organismo debido al anión asociado al ion potasio, por ejemplo, KCN (cianuro de potasio).
Para regular el contenido de estos nutrientes puedes tener en cuenta los datos que se presentan en la siguiente tabla.
4. Parte práctica
Experiencia 1.Coloración a la llama con compuestos.
Uno de los métodos para la detección cualitativa de compuestos de metales alcalinos se basa en su capacidad para colorear la llama del quemador.
Se deben verter soluciones de sales de metales alcalinos en tubos de ensayo. Lave el alambre de hierro en ácido clorhídrico y luego enciéndalo en la llama de un quemador.
Luego es necesario humedecer el alambre con una solución de la sal que se está probando y agregarlo a la llama.
Sales que contienen cationes de litio, así como litio colorear las llamas rojo color, cationes de sodio y metal sodio-V amarillo, cationes de potasio y metal. potasio colorear las llamas violeta color. Para una mejor observación, puedes ver el color a través de un cristal azul.
Así, se descubrieron iones Li +, Na + y K + en soluciones de sales LiCl, NaCl, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4, NaNO 3, KCl, KNO 3, K 2 CO 3.
Experiencia 2.Interacción de metales alcalinos con agua.
Agregue un trozo de metal, completamente limpio de la película de óxido, a un vaso de agua. Después de disolver el metal, se examinó el medio de la solución utilizando fenolftaleína.
Realiza este experimento con trozos de litio, sodio y potasio. La reacción con el potasio fue más activa; estuvo acompañada de la combustión del potasio, se observaron chispas violetas y desprendimiento de gas. El sodio reaccionó con el agua, produciendo chispas amarillas, mientras que el litio reaccionó con mayor calma.
Las soluciones resultantes con fenolftaleína se volvieron carmesí, lo que indica la presencia de álcali en la solución.
2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
Experiencia 3. Hidrólisis de sales de sodio y potasio.
La naturaleza del entorno de las soluciones salinas se estudia utilizando indicadores ácido-base.
Los papeles indicadores universales sumergidos en soluciones de sales de metales alcalinos formadas por ácidos débiles Na 2 CO 3 y K 2 CO 3 se volvieron azules, lo que indica una reacción alcalina de las soluciones. La hidrólisis ocurrió en soluciones: la interacción de las sales con las moléculas de agua:
Na 2 CO 3 ↔ 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 - + OH -
Na2CO3 + H2O ↔ NaHCO3 + NaOH
Las soluciones de sales de ácidos fuertes NaNO 3, KNO 3, NaCl, KCl, LiCl mostraron un ambiente neutro (el color del papel indicador no cambió), lo que significa que no se produce la hidrólisis de estas sales.
Conclusiones
¿Por qué es tan importante conocer el contenido de elementos químicos en el organismo?
Los elementos químicos no se sintetizan, a diferencia de muchas sustancias orgánicas, en el cuerpo, sino que provienen del exterior con los alimentos, el aire, a través de la piel y las mucosas. Por tanto, la determinación de elementos químicos permite conocer:
en qué medida su cuerpo corresponde al ideal (por cierto, alrededor del 20% de las personas no tienen ninguna desviación y, por lo tanto, viven en armonía con la naturaleza);
¿Está comiendo bien? ¿Su dieta proporciona el conjunto necesario de nutrientes?
¿Los malos hábitos dañan el cuerpo?
qué tan seguro es el ambiente en el que vives; la comida que comes; Su lugar de trabajo;
¿Funcionan bien el estómago, los intestinos, el hígado, los riñones y la piel, regulando los procesos de absorción y excreción de nutrientes?
¿Tiene alguna enfermedad crónica o predisposición a padecerla?
¿Está siendo tratado correctamente?
¿Qué enfermedades están más relacionadas con el desequilibrio elemental?
En primer lugar, esto es:
inmunidad disminuida;
enfermedades de la piel, cabello, uñas;
escoliosis, osteoporosis, osteocondrosis;
hipertensión;
alergias, incluido el asma bronquial;
diabetes, obesidad;
enfermedades del sistema cardiovascular;
enfermedades de la sangre (anemia);
disbiosis intestinal, gastritis crónica, colitis;
infertilidad, disminución de la potencia en los hombres;
deterioro del crecimiento y desarrollo en los niños.
Muchos años de experiencia de los médicos muestran que más del 80% de la población tiene un desequilibrio de microelementos más o menos pronunciado. Por lo tanto, si tienes alguna ¡Deberías prestar atención a esto!
Muchos científicos creen que no solo todos los elementos químicos están presentes en un organismo vivo, sino que cada uno de ellos realiza una función biológica específica.
Hemos aclarado el papel biológico de un solo grupo de elementos químicos. Los metales alcalinos son extremadamente importantes para la salud humana, como la mayoría de los demás. Es muy importante para la salud humana mantener la concentración óptima de cada elemento: tanto la deficiencia de un elemento como su exceso son perjudiciales.
La estabilidad de la composición química del organismo es una de las condiciones más importantes y obligatorias para su funcionamiento normal. .
Existe una opinión errónea, aunque generalizada, sobre la posibilidad de corregir un desequilibrio en la composición elemental del cuerpo humano enriqueciendo la dieta con determinados productos que contengan los elementos minerales necesarios. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la presencia de macro y microelementos necesarios en los alimentos y el agua (lo que es especialmente evidente para los habitantes de las zonas rurales) depende en gran medida del llamado "ciclo biogeoquímico local" de los elementos. que determina el contenido de macro y microelementos en plantas y animales alimentarios.
Una deficiencia o un exceso de ciertos elementos en el cuerpo humano, por regla general, es consecuencia de una deficiencia o un exceso de estos elementos que pasan a lo largo de la cadena alimentaria: del suelo a las plantas y de los animales a los humanos. Cuando se produce una deficiencia de cualquier elemento, la corrección nutricional no es suficiente, incluso si para ello se utilizan productos de otras regiones, cuyos suelos están enriquecidos con el microelemento necesario.
Sólo una selección individual de minerales especiales y otras preparaciones destinadas a normalizar el equilibrio de microelementos del cuerpo proporcionará una ayuda real y eficaz en el desarrollo de una condición patológica.
En conclusión, presentamos los mandamientos de la medicina tradicional y científica que todo el mundo debería conocer:
Todo está conectado con todo.
Todo tiene que ir a alguna parte.
La naturaleza sabe más.
Nada viene gratis.
Literatura utilizada
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2. Glinka N.L. Química general, Libro de texto para universidades. - L. “Química”, 1983
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5. HTML. Hacer documento. Lección integrada “Metales alcalinos”. Festival "Lección Abierta", 2003
6.
7.
Metales alcalinos- estos son los elementos del primer grupo de la tabla periódica de elementos químicos (según la clasificación obsoleta - elementos del subgrupo principal del grupo I): litio Li, sodio N / A, potasio k, rubidio Rb, cesio Cs, Francia padre, y abatido Uu. Cuando los metales alcalinos se disuelven en agua, se forman hidróxidos solubles, llamados álcalis.
Propiedades químicas de los metales alcalinos.
Debido a la alta actividad química de los metales alcalinos frente al agua, el oxígeno y, a veces, incluso el nitrógeno (Li, Cs), se almacenan bajo una capa de queroseno. Para llevar a cabo una reacción con un metal alcalino, se corta cuidadosamente una pieza del tamaño requerido con un bisturí debajo de una capa de queroseno, la superficie del metal se limpia a fondo en una atmósfera de argón de los productos de su interacción con el aire. y solo entonces se coloca la muestra en el recipiente de reacción.
1. Interacción con el agua. Una propiedad importante de los metales alcalinos es su alta actividad frente al agua. El litio reacciona más tranquilamente (sin explotar) con el agua:
Cuando se lleva a cabo una reacción similar, el sodio arde con una llama amarilla y se produce una pequeña explosión. El potasio es aún más activo: en este caso, la explosión es mucho más fuerte y la llama es de color violeta.
2. Interacción con el oxígeno. Los productos de la combustión de metales alcalinos en el aire tienen diferentes composiciones según la actividad del metal.
· Solo litio arde en el aire para formar un óxido de composición estequiométrica:
· Al quemarse sodio Se forma principalmente peróxido de Na 2 O 2 con una pequeña mezcla de superóxido de NaO 2:
· En productos de combustión potasio, rubidio Y cesio contiene principalmente superóxidos:
Para obtener óxidos de sodio y potasio se calientan en ausencia de oxígeno mezclas de hidróxido, peróxido o superóxido con un exceso de metal:
El siguiente patrón es característico de los compuestos de oxígeno de metales alcalinos: a medida que aumenta el radio del catión de metal alcalino, aumenta la estabilidad de los compuestos de oxígeno que contienen el ion peróxido O 2 2− y el ion superóxido O 2−.
Los metales alcalinos pesados se caracterizan por la formación de bastante estables. ozonuros composición del OE 3. Todos los compuestos de oxígeno tienen diferentes colores, cuya intensidad se profundiza en la serie del Li al Cs:
Los óxidos de metales alcalinos tienen todas las propiedades de los óxidos básicos: reaccionan con agua, óxidos ácidos y ácidos:
Peróxidos Y superóxidos exhiben las propiedades de fuerte agentes oxidantes:
Los peróxidos y superóxidos interactúan intensamente con el agua, formando hidróxidos:
3. Interacción con otras sustancias.. Los metales alcalinos reaccionan con muchos no metales. Cuando se calientan, se combinan con hidrógeno para formar hidruros, con halógenos, azufre, nitrógeno, fósforo, carbono y silicio para formar, respectivamente, haluros, sulfuros, nitruros, fosfuros, carburos Y siliciuros:
Cuando se calientan, los metales alcalinos son capaces de reaccionar con otros metales, formando compuestos intermetálicos. Los metales alcalinos reaccionan activamente (explosivamente) con los ácidos.
Los metales alcalinos se disuelven en amoníaco líquido y sus derivados: aminas y amidas:
Cuando se disuelve en amoníaco líquido, un metal alcalino pierde un electrón, que es solvatado por las moléculas de amoníaco y le da a la solución un color azul. Las amidas resultantes se descomponen fácilmente con agua para formar álcali y amoníaco:
Los metales alcalinos interactúan con sustancias orgánicas, alcoholes (para formar alcoholatos) y ácidos carboxílicos (para formar sales):
4. Determinación cualitativa de metales alcalinos.. Dado que los potenciales de ionización de los metales alcalinos son pequeños, cuando el metal o sus compuestos se calientan en una llama, el átomo se ioniza, coloreando la llama de un color determinado:
Coloración a la llama con metales alcalinos.
y sus conexiones
Metales alcalinotérreos.
metales alcalinotérreos- elementos químicos del grupo II de la tabla periódica de elementos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio.
Propiedades físicas
Todos los metales alcalinotérreos son sustancias grises que son sólidas a temperatura ambiente. A diferencia de los metales alcalinos, son mucho más duros y no se pueden cortar con un cuchillo (a excepción del estroncio). La densidad de los metales alcalinotérreos con número atómico aumenta, aunque el crecimiento se observa claramente sólo a partir del calcio, que tiene la densidad más baja entre ellos (ρ = 1,55 g/cm³), el más pesado es el radio, cuya densidad es aproximadamente igual a la densidad del hierro.
Propiedades químicas
Los metales alcalinotérreos tienen una configuración electrónica de nivel de energía exterior. ns², y son elementos s, junto con los metales alcalinos. Al tener dos electrones de valencia, los metales alcalinotérreos los ceden fácilmente y en todos los compuestos tienen un estado de oxidación de +2 (muy raramente +1).
La actividad química de los metales alcalinotérreos aumenta al aumentar el número atómico. El berilio en su forma compacta no reacciona con oxígeno ni con halógenos, ni siquiera a temperaturas al rojo vivo (hasta 600 °C; las reacciones con oxígeno y otros calcógenos requieren una temperatura aún mayor, el flúor es una excepción). El magnesio está protegido por una película de óxido a temperatura ambiente y temperaturas más altas (hasta 650 °C) y no se oxida más. El calcio se oxida lenta y profundamente a temperatura ambiente (en presencia de vapor de agua) y arde con un ligero calentamiento en oxígeno, pero es estable en aire seco a temperatura ambiente. El estroncio, el bario y el radio se oxidan rápidamente en el aire, formando una mezcla de óxidos y nitruros, por lo que, al igual que los metales alcalinos (y el calcio), se almacenan bajo una capa de queroseno.
Los óxidos e hidróxidos de metales alcalinotérreos tienden a aumentar sus propiedades básicas al aumentar el número atómico: Be(OH) 2 es un hidróxido anfótero, insoluble en agua, pero soluble en ácidos (y también exhibe propiedades ácidas en presencia de álcalis fuertes), Mg(OH) 2 - base débil, insoluble en agua, Ca(OH) 2 - base fuerte pero ligeramente soluble en agua, Sr(OH) 2 - más soluble en agua que el hidróxido de calcio, base fuerte (álcali) a altas temperaturas cercanas hasta el punto de ebullición del agua (100 °C), Ba(OH) 2 es una base fuerte (álcali), no inferior en fuerza al KOH o NaOH, y Ra(OH) 2 es uno de los álcalis más fuertes, una sustancia muy corrosiva
Estar en la naturaleza
Todos los metales alcalinotérreos se encuentran (en cantidades variables) en la naturaleza. Debido a su alta actividad química, no todos se encuentran en estado libre. El metal alcalinotérreo más común es el calcio, cuya cantidad es del 3,38% (en peso de la corteza terrestre). Es ligeramente inferior al magnesio, cuya cantidad es del 2,35% (de la masa de la corteza terrestre). El bario y el estroncio también son comunes en la naturaleza y representan el 0,05 y el 0,034% de la masa de la corteza terrestre, respectivamente. El berilio es un elemento raro, cuya cantidad representa el 6,10-4% de la masa de la corteza terrestre. En cuanto al radio, que es radiactivo, es el más raro de todos los metales alcalinotérreos, pero siempre se encuentra en pequeñas cantidades en los minerales de uranio. En particular, se puede aislar químicamente de allí. Su contenido es 1·10−10% (de la masa de la corteza terrestre)
Aluminio.
Aluminio- un elemento del subgrupo principal del tercer grupo del tercer período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev, con número atómico 13. Denotado por el símbolo Alabama(lat. Aluminio). Pertenece al grupo de los metales ligeros. El metal más común y el tercer elemento químico más abundante en la corteza terrestre (después del oxígeno y el silicio).
Sustancia simple aluminio- un metal ligero, paramagnético, de color blanco plateado, fácil de moldear, fundir y mecanizar. El aluminio tiene una alta conductividad térmica y eléctrica y resistencia a la corrosión debido a la rápida formación de fuertes películas de óxido que protegen la superficie de interacciones adicionales.
El aluminio fue obtenido por primera vez por el físico danés Hans Oersted en 1825 mediante la acción de una amalgama de potasio sobre cloruro de aluminio seguida de la destilación del mercurio. El método moderno de producción fue desarrollado de forma independiente por el estadounidense Charles Hall y el francés Paul Héroux en 1886. Consiste en disolver óxido de aluminio Al 2 O 3 en una masa fundida de criolita Na 3 AlF 6 seguido de electrólisis utilizando coque consumible o electrodos de grafito. Este método de producción requiere mucha electricidad y, por lo tanto, no se hizo popular hasta el siglo XX.
Para producir 1000 kg de aluminio bruto se requieren 1920 kg de alúmina, 65 kg de criolita, 35 kg de fluoruro de aluminio, 600 kg de masa de ánodo y 17 mil kWh de electricidad CC.
Los metales alcalinos (francio, cesio, rubidio, potasio, sodio, litio) se llaman así porque forman álcalis cuando interactúan con el agua. Debido a su alta reactividad, estos elementos deben almacenarse bajo una capa de aceite mineral o queroseno. El francio se considera la más activa de todas estas sustancias (es radiactivo).
Los metales alcalinos son sustancias blandas y plateadas. Su superficie recién cortada tiene un brillo característico. Los metales alcalinos hierven y se funden a bajas temperaturas y tienen una alta conductividad térmica y eléctrica. También tienen baja densidad.
Propiedades químicas de los metales alcalinos.
Las sustancias son fuertes agentes reductores y presentan un estado de oxidación (único) de +1 en sus compuestos. Con un aumento en la masa atómica de los metales alcalinos, también aumenta la capacidad reductora. Casi todos los compuestos son solubles en agua, todos ellos son de naturaleza iónica.
Cuando se calientan moderadamente, los metales alcalinos se encienden en el aire. Cuando se combinan con hidrógeno, las sustancias forman hidruros similares a sales. Los productos de combustión suelen ser peróxidos.
Los óxidos de metales alcalinos son sólidos amarillos (óxidos de rubidio y potasio), blancos y de litio) y naranjas (óxido de cesio). Estos óxidos son capaces de reaccionar con agua, ácidos, oxígeno, óxidos ácidos y anfóteros. Estas propiedades básicas son inherentes a todos ellos y tienen un carácter pronunciado.
Los peróxidos de metales alcalinos son polvos de color blanco amarillento. Son capaces de reaccionar con dióxido de carbono y monóxido de carbono, ácidos, no metales y agua.
Los hidróxidos de metales alcalinos son sólidos blancos solubles en agua. En estos compuestos se manifiestan (con bastante claridad) las propiedades básicas de los álcalis. Del litio al francio, aumentan la fuerza de las bases y el grado de solubilidad en agua. Los hidróxidos se consideran electrolitos bastante fuertes. Reaccionan con sales y óxidos, no metales individuales. A excepción de los compuestos con litio, todos los demás presentan estabilidad térmica. Cuando se calcina, se descompone en agua y óxido. Estos compuestos se obtienen por electrólisis de soluciones acuosas de cloruro y una serie de reacciones de intercambio. Los hidróxidos también se obtienen haciendo reaccionar elementos (u óxidos) con agua.
Casi todas las sales de los metales descritos (a excepción de algunas sales de litio) son muy solubles en agua. Las soluciones salinas formadas por ácidos débiles tienen una reacción media (alcalina) debido a la hidrólisis, mientras que las sales formadas por ácidos fuertes no se hidrolizan. Las sales comunes son la cola de silicato de roca (vidrio soluble), la sal de Bertholet, el permanganato de potasio, el bicarbonato de sodio, la carbonato de sodio y otras.
Todos los compuestos de metales alcalinos tienen la capacidad de cambiar el color de la llama. Esto se utiliza en análisis químicos. Así, la llama está coloreada por los iones de litio, violeta por los iones de potasio, amarilla por el sodio, rosa blanquecina por el rubidio y rojo violeta por el cesio.
Debido a que todos los elementos alcalinos son los agentes reductores más fuertes, pueden obtenerse mediante electrólisis de sales fundidas.
Aplicación de metales alcalinos.
Los elementos se utilizan en diversos campos de la actividad humana. Por ejemplo, el cesio se utiliza en células solares. Las aleaciones para rodamientos utilizan litio como catalizador. El sodio está presente como refrigerante en las lámparas de descarga de gas y en los reactores nucleares. El rubidio se utiliza en actividades de investigación científica.
Química. elementos (elementos alcalinos) que componen el cap. subgrupo 1 grupo periódico. sistemas de elementos, así como las correspondientes sustancias simples, metales. Los metales de aluminio incluyen litio Li (en el número 3), sodio Na (11), potasio K (19), rubidio Rb (37), ce... Enciclopedia física
METALES ALCALINOS, metales monovalentes que forman el primer grupo de la tabla periódica: litio, SODIO, RUBIDIO, CESIO y FRANCIA. Estos son metales blandos de color blanco plateado que se oxidan rápidamente en el aire y dan una reacción violenta con el agua, cuando... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.
Metales alcalinos- METALES ALCALINOS: litio Li, sodio Na, potasio K, rubidio Rb, cesio Cs, francio Fr. Los metales blandos, fáciles de cortar (excepto Li), Rb, Cs y Fr son casi pastosos en condiciones normales; El Li es el más ligero de todos los metales, el Na y el K son más ligeros que el agua. Químicamente muy... Diccionario enciclopédico ilustrado
Elementos químicos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Nombre de álcalis, hidróxidos de metales alcalinos... Gran diccionario enciclopédico
METALES ALCALINOS- elementos del grupo I de la tabla periódica: litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr); muy suave, dúctil, fusible y liviano, generalmente de color blanco plateado; químicamente muy activo; reaccionar violentamente con... Enciclopedia rusa de protección laboral.
metales alcalinos- Grupo, incl. Li, Na, K, Rb, Cs, P. Temas: metalurgia en general EN metales alcalinos ...
Guía del traductor técnico SUBGRUPO IA. METALES ALCALINOS LITIO, SODIO, POTASIO, RUBIDIO, CESIO, FRANCIA La estructura electrónica de los metales alcalinos se caracteriza por la presencia de un electrón en la capa electrónica externa, relativamente débilmente unido al núcleo. De cada uno... ...
Enciclopedia de Collier Metales alcalinos Metales alcalinos. Metales del primer grupo de la tabla periódica, a saber: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Forman hidróxidos estrictamente alcalinos, de ahí su nombre. (Fuente: “Metales y aleaciones. Directorio”. En... ...
Metales alcalinos Diccionario de términos metalúrgicos.
METALES ALCALINOS Diccionario enciclopédico de metalurgia - elementos químicos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Se llaman así porque sus hidróxidos son los álcalis más fuertes. Los metales químicamente alcalinos son los metales más activos. Su actividad aumenta de Li a Fr...
Diccionario metalúrgico
- Libros
METALES ALCALINOS
Conjunto de mesas. Química. Metales (12 mesas) , . Álbum educativo de 12 hojas.Arte. 5-8683-012 Metales alcalinos. Química de los metales alcalinos. Elementos II A - grupos. Dureza del agua. Aluminio. Aplicación del aluminio. Hierro. Tipos de corrosión. Métodos…Los metales alcalinos incluyen elementos del primer grupo, el subgrupo principal: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, francio.
Estar en
li
naturaleza
N / A
Na-2,64% (en masa), K-2,5% (en masa), Li, Rb, Cs - mucho menos, Fr - elemento obtenido artificialmente
Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 – espodumena
NaCl – sal de mesa (sal de roca), halita
Na 2 SO 4 · 10H 2 O – Sal de Glauber (mirabilita)
NaNO 3 – Salitre chileno
k
Na 3 AlF 6 - criolita
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - bórax
KCl NaCl – silvinita
KCl MgCl 2 · 6H 2 O – carnalita
K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 - feldespato (ortoclasa)
Propiedades de los metales alcalinos.
A medida que aumenta el número atómico, aumenta el radio atómico, aumenta la capacidad de donar electrones de valencia y aumenta la actividad reductora:
Propiedades físicas
Puntos de fusión bajos, densidades bajas, blandos, cortados a cuchillo.
Inflamable en el aire con calentamiento moderado. Con hidrógeno forman hidruros similares a sales. Los productos de combustión suelen ser peróxidos.
El poder reductor aumenta en la serie Li – Na – K – Rb – Cs.
1. Interactuar activamente con el agua:
2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2
2. Reacción con ácidos:
2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
3. Reacción con oxígeno:
4Li + O 2 → 2Li 2 O(óxido de litio)
2Na + O 2 → Na 2 O 2 (peróxido de sodio)
K + O 2 → KO 2 (superóxido de potasio)
En el aire, los metales alcalinos se oxidan instantáneamente. Por tanto, se almacenan bajo una capa de disolventes orgánicos (queroseno, etc.).
4. En reacciones con otros no metales, se forman compuestos binarios:
2Li + Cl 2 → 2LiCl (haluros)
2Na + S → Na 2 S (sulfuros)
2Na + H 2 → 2NaH (hidruros)
6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitruros)
2Li + 2C → Li 2 C 2 (carburos)
5. Reacción cualitativa a cationes de metales alcalinos: coloración de la llama en los siguientes colores:
Li+ – rojo carmín
Na+ – amarillo
K + , Rb + y Cs + – violeta
Recibo
Porque Los metales alcalinos son los agentes reductores más fuertes; pueden reducirse a partir de compuestos sólo mediante electrólisis de sales fundidas:
2NaCl=2Na+Cl2
Aplicación de metales alcalinos.
Litio - aleaciones que contienen, catalizador
Sodio: lámparas de descarga de gas, refrigerante en reactores nucleares.
Rubidio - trabajo de investigación
Cesio – fotocélulas
Óxidos, peróxidos y superóxidos de metales alcalinos.
Recibo
La oxidación del metal produce sólo óxido de litio.
4Li + O 2 → 2Li 2 O
(en otros casos se obtienen peróxidos o superóxidos).
Todos los óxidos (excepto Li 2 O) se obtienen calentando una mezcla de peróxido (o superóxido) con un exceso de metal:
Na2O2 + 2Na → 2Na2O
KO 2 + 3K → 2K 2 O
