Grupo02

Report
•Berilio :
Be3Al2(Si6O18) (forma mineral berilio)
•Magnesio:
CaCo3∙MgCO3 (dolomita) , MgCO3 (magnesita),
((Mg,Fe)2∙SiO4) (olivino)
•Calcio:
CaCO3 (mármol, tiza y piedra caliza) ,
CaSO4∙2H2O
(yeso)
•Estroncio:
SrSO4 (celestita) , SrCO3 (estroncianita)
•Bario:
BaSO4 (baritina)
Del grupo 2, sólo el Mg es fabricado a gran escala.
2MgO + 2CaO + FeSi
1450 K
2Mg + Ca2SiO4 + Fe
L a extracción de Mg por electrólisis de MgCl2 fundido también
es importante y es aplicado a la extracción de Mg del agua de
mar.
El berilio es producido ya sea reduciendo BeF2 o por
electrólisis de BeCl2 fusionado con NaCl.
La producción de Ca es por electrólisis de CaCl2 fusionado y CaF2
Sr y Ba se extraen por la reducción de los óxidos de Al, o por
electrólisis de SrCl2 o BaCl2
Be y los compuestos solubles
de Ba son extremadamente
tóxicos.
• Be tiene una gran
importancia industrial, es
usado en la fabricación de
partes de aeronaves de alta
velocidad misiles y en
satélites de comunicación.
Por su baja densidad
electrónica, es usado en
las ventanas de los tubos
de rayos X, y su alto punto
de fusión hace que pueda
ser utilizado en la
industria de la energía
nuclear.
• Las aleaciones de aluminio
con magnesio son
utilizadas en partes de
aeronaves y automóviles
así como en herramientas
ligeras. Otros usos son
bengalas, fuegos
artificiales y flashes de
cámaras fotográficas.
También tiene aplicaciones
médicas tales como polvos
para la indigestión (leche
de magnesia, Mg (OH)2) y
como purgante. En sistemas
biológicos, Mg2+ es un
constituyente esencial de
la clorofila en plantas.
• El calcio es utilizado en su forma de CaO como
componente para la construcción, otros usos
importantes son en la industria siderúrgica, en la
fabricación de papel y en la extracción de Mg. El
CaCO3 tiene gran demanda en la fabricación de
acero, vidrio, cemento y concreto.
• El principal uso del estroncio (SrO)es como
componente de en la placa frontal de cristal de
las televisiones a color donde su función es
detener las emisiones de rayos X del tubo de rayos
catódicos.
• El principal uso de la baritina es como un
material suplementario en los fluidos de
ponderación de pozos de petróleo y gas.
Propiedad
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
Número atómico
4
12
20
38
56
88
Configuración
electrónica en el
estado fundamental
[He]2s²
[Ne]3s²
[Ar]4s²
[Kr]5s²
[Xe]6s²
[Rn]7s²
Entalpía de
atomización , 298K
(KJ/mol)
324
146
178
164
178
130
Punto de fusión
(K)
1560
923
1115
1040
1000
973
Punto de
ebullición (K)
≈3040
1380
1757
1657
1913
1413
7.9
8.5
8.5
7.4
7.1
-
Entalpía de fusión
estándar, 298K
(KJ/mol)
Propiedad
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
1ᵃ energía de ionización
(KJ/mol)
899.5
757.7
589.8
549.5
502.8
509.3
2ᵃ energía de ionización
(KJ/mol)
1757
1451
1145
1064
965.2
979.0
3ᵃ energía de ionización
(KJ/mol)
14850
7733
4912
4138
3619
3300
Radio metálico (pm)
112
160
197
215
224
-
Radio iónico (pm)
27
72
100
126
142
148
Entalpía de hidratación
estándar de M2+, 298K
(KJ/mol)
-2500
-1931
-1586
-1456
-1316
-
Entropía de hidratación
estándar de M2+, 298K
(KJ/mol)
-300
-320
-230
-220
-200
-
Energía de Gibbs de
hidratación estándar de
M2+
-2410
-1836
-1517
-1390
-1256
-
Potencial de reducción
estándar E°Mᶧ/M (V)
-1.85
-2.37
-2.87
-2.89
-2.90
-2.92
 La tendencia general en los
valores decrecientes de EI₁ y
EI₂ al bajar el grupo se rompe
con el aumento de Ba a Ra,
atribuido al efecto
termodinámico del par inerte 6s.
 Los elevados valores de EI₃
excluyen la formación de iones
M3+.
No hay una
explicación sencilla
para la variación
irregular en el grupo
de propiedades como
el punto de fusión y
ΔH⁰ₐ.
Los valores de E°
para el par M²ᶧ/M son
bastantes constantes
(a excepción de Be).
 Ca
Rojo anaranjado y
verde claro a
través de vidrio
azul.
 Sr
Carmesí, pero
violeta a través
de vidrio azul.
 Ba
Verde manzana.
 El ⁹⁰Sr es un emisor β
(t1/2= 29.1 años), producto
de fisión de uranio.
 El ²²⁶Ra es un emisor α
(t1/2= 1622 años), producto
de la serie de
desintegración del uranio.
La
densidad
de carga de
Li+ y Mg2+ es
similar
porque
el
aumento
de
carga
esta
compensado
por
el
aumento en el
tamaño
del
ión.
Así
mismo,
la
densidad
de
carga de Be2+
y
Al3+
es
similar.
Propiedad
Grupo 1
Grupo 2
Grupo 3
Li
Na
K
Be
Mg
Ca
B
Al
Ga
Radio
metálico
(pm)
157
191
235
112
160
197
-
143
1.53
Radio
iónico
(pm)
76
102
138
27
72
100
-
54
62
Electroneg
atividad
de Pauling
1.0
0.9
0.8
1.6
1.3
1.0
2.0
1.6
1.8
ΔH°atom
,298 K
(KJ/mol)
161
108
90
324
146
178
582
330
277
Li + N₂  Li₃N
Mg + N₂  Mg₃N₂
Li + O₂  Li₂O
Mg + O₂  MgO
Forman óxidos en lugar de un peróxido.
Li₂CO₃
Li₂O + CO₂
MgCO₃
MgO + CO₂
Al bajar en el grupo 1 los carbonatos se van
haciendo más estables.
LiF y MgF₂ son moderadamente
solubles en agua, los últimos
fluoruros del grupo 1 son
solubles.
LiClO₄ es mucho más soluble en
agua que lo percloratos de los
otros metales alcalinos, al igual
que Mg(ClO₄)₂ y los percloratos
del grupo 2.
Los iones Li+ y Mg2+ están más
fuertemente fuertemente
hidratados en disoluciones
acuosas que los iones de los
últimos metales de los grupos 1 y
2.
Be(OH)₂ y Al(OH)₃ son
anfóteros, los hidróxidos de
los últimos metales del grupo
2 son básicos.
Tanto Be como Al reaccionan
con álcali acuoso
desprendiendo H₂.
El BeCl₂ y AlCl₃, despiden
gases en aire húmedo,
reaccionando para formar HCl.
Ambos forman haluros
complejos, de ahí la capacidad
de los cloruros para actuar
como catalizadores de FriedelCrafts.
1. Apariencia
• Berilio y Magnesio son de color grisáceo.
Mientras que los demás elementos del grupo
son de color plateado.
• Son maleables, dúctiles y muy frágiles. Se
empaña con facilidad al contacto con el
aire.
2.
Reactividad
• El magnesio y el berilio son pasivos y,
cinéticamente, inerte frente al agua y al
oxígeno a temperatura ambiente.
Provoca una capa protectora del metal que no
permite seguir oxidando. Reacción
endotérmica.
• El hidróxido de magnesio sólo reacciona con
ácidos, mientras que el hidróxido de berilio
es un anfótero.
• El uso de
este
compuesto
para obtener
fertilizante
s como el
CaNCN
(cianamiduro
de calcio)
• Reacciones comunes entre los metales
del grupo 2
Haluros de berilio
Normalmente son
compuestos covalentes.
Por ejemplo, el BeF₂.
Aspecto físico: vidrio
Mal conductor de la
electricidad
Adopta una red
cristalina y es soluble
en agua.
El BeCl₂ forma cristales
incoloros, y con cadenas
infinitas.
Se forma según la
reacción:
2 BeO +CCl₄
2BeCl₂ + CO₂
Los haluros de berilio son normalmente
ácidos de lewis, y el BeCl₂
Actua como catalizador de Friedel-Crafs
Haluros de Mg, Ca, Sr, Ba
Los fluoruros
de los
metales
anteriores
son iónicos,
tienen puntos
de fusión
altos y son
moderadamente
solubles.
Cloruro de magnesio
Cloruro de calcio
Algunas de sus propiedades:
Normalmente los
fluoruros de
estos metales
son insolubles,
y los cloruros y
bromuros más
solubles.
El MCl₂, MBr₂, MF₂
Son
higroscópicos.
Algunos agentes
desecantes:
CaCl₂, CaSO₄,
Na₂SO₄, K₂CO₃
Otros agentes desecantes:
El CaCL₂ es
utilizado como
agente
desecante y
para el
deshielo de
carreteras.
Su segundo uso
principal es el
control de
polvo
Los óxidos de los metales del grupo 2 se preparan normalmente por
descomposición térmica de un correspondiente carbonato
MCO3
M = Mg T = 813 K
Ca
1173 K
Sr
1563 k
Ba
1633 k
MO + CO2
Puntos de Fusión en K
4000
3000
2000
1000
0
BeO
MgO
CaO
SrO
BaO
La figura muestra la tendencia del
punto de fusión de los oxidos del
grupo MgO, BaO, CaO, SrO Y BeO esta
disminución refleja la disminución
de la en energia de red al aumentar
el tamaño del catión. El elevado
punto de fusión de MgO lo hace
adecuado como material refractario
Los óxidos de Ca, Sr y Ba
reaccionan rápidamente y de forma
exotérmica con agua y absorben
CO2
de
la
atmósfera.
La
conversión de CaO en carburo de
calcio y su hidrólisis posterior
es importante industrialmente.
Todos los peróxidos son agentes
oxidantes fuertes. El Peróxido
de magnesio se utiliza en
dentrificos el cual se fabrica
haciendo reaccionar MgCO3 o MgO
con H2O2. El peróxido de calcio
se prepara por deshidratación
cuidadosa de CaO2 * 8H2O
SrO2 + 2HCl
SrCl2 + H2O2
Hidróxidos
Entre los metales del grupo 2
que la mayoria son basicos en
presencia de [OH]Pero el Be se comporta como un
ácido de lewis, formando el ion
complejo tetraédrico.
La solubilidad en agua de
M(OH)2 M(M = Mg, Ca, Sr Ba)
aumenta al bajar en el
grupo, de la misma manera
que la establidad térmica
con
respecto
a
la
descomposición en MO y H2O.
El hidróxido de magnesio actúa como una base
débil, mientras que Ca(OH)2, Sr(OH)2 y Ba(OH)2 son
bases fuertes. La cal sodada es un amezcla de NaOH
y Ca(OH)2 y se fabrica a partir de CaO y NaOH
acuoso; es más fácil de manejar que el NaOH y está
disponible comercialmente siendo utilizada, por
ejemplo como absorbente de CO2 y en ensayos
cualitativos para sales de [NH4]+
El agua dura contiene iones Mg2+ y Ca2+ que forman complejos
con los inoes estearato de los jabones, produciendo
(espuma) insoluble en baños y fregaderos domésticos. La
dureza temporal se debe a la presencia de sales de
hidrogenocarbonato y puede solucionarse hirviendo lo que
desplaza el equilibrio a la derecha provocando la
precipitación de CaCO3 o MgCO3 o añadiendo una cantidad
adecuada Ca(OH)2
Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(S) + CO2(g) + H2O(l)
Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq) 2CaCO3(S) +2H2O(I)
La dureza permanente está causada por otras sales de Mg2+ y
Ca2+ . El proceso de ablandamiento del agua implica hacer
pasar el agua dura a través de una resina de intercambio de
cationes. Los detergentes para lavadoras contiene agentes
antical que eliminan los iones Mg2+ y Ca2+ del agua de
lavado
El carbonato de calcio se
encuentra en la naturaleza
en dos formas cristalinas ,
calcita
y
aragonito,
metaestable en la calcita
los iones Mg2+ y [CO3]2están dispuestos de tal
manera que cada ion Ca2+
tiene coordinación 6 en
relación a los átomos de
oxigeno del carbonato
Mientras que el aragonito
cada ion Ca2+ está rodeado
por nueve átomos de oxigeno
la
aragonita
se
puede
preparar en un laboratorio
precipitando CaCO3 a partir
de una disolución acuosa
caliente.
El sulfato de calcio
hidratado (CaSO4 * 2H2O
yeso) se encuentra en la
naturaleza y es también un
producto en el proceso de
desulfuración que implica
Ca(OH)2 o CaCO3. Los
cristales de yeso se parten
con facilidad debido a la
presencia de capas que se
mantienen juntas mediante
enlaces de hidrógeno
Algunos datos curiosos:
La fuente más importante de exposición de
Berilio en la población general es el
hábito de fumar. El humo de un cigarrillo
puede contener hasta 0.074μg de Be.
Suponiendo que se inhale todo el humo, un
fumador que consuma en promedio 10
cigarrillos diarios, inhalaría
aproximadamente 0.74μg de este metal cada
día.
La exposición prolongada de berilio puede
provocar Beriliosis (enfermedad pulmonar
crónica).
Los gránulos del metal,
pueden explotar o
incendiarse en contacto con
aire, produciendo gases
irritantes o tóxicos.
Sin embargo, el magnesio
que proviene de los
alimentos, es un
tranquilizante natural que
mantiene el equilibrio
energético en las neuronas
y actúa sobre la
transmisión nerviosa, es
recomendado para los
tratamientos anti estrés y
anti depresión.
El calcio afecta la función
de transporte de las
membranas celulares,
actuando como un
estabilizador de membrana.
También influye en las
neurotransmisiones.
El ion Ca2+ interviene en
la contracción de los
músculos.
Se requiere calcio en la
trasmisión nerviosa y en la
regulación de los latidos
cardiacos. El equilibrio
adecuado de los iones de
calcio, sodio, potasio y
magnesio mantiene el tono
muscular y controla la
irritabilidad nerviosa.
El sulfato de bario
hidratado se
introducen en forma
líquida en el
intestino y se puede
detectar desde
gastritis hasta
cáncer de colon
mediante manchas que
se producen en la
radiografía. A este
procedimiento se le
llama edema de
Bario.
•
•
•
El radio se usó en algunos
alimentos para mejorar el sabor
y como un conservador, pero
también expuso a muchas personas
a la radiación.
También fue usado en productos
como pasta de dientes, cremas
para el cabello, e incluso los
alimentos debido a sus supuestos
poderes curativos. Estos
productos pronto pasaron de moda
y quedaron prohibidos por las
autoridades en muchos países,
después de que se descubrió que
podría tener graves efectos
adversos para la salud.
Algunos spas, como los de
Misasa, Tottori, Japón, con agua
rica en radio se siguen
promocionando como beneficiosos.
Cuestionario:
1. ¿Cuál es la razón por la cual existen
relaciones diagonales entre algunos
compuestos del grupo 2 y otros elementos?
2. Tres tipos de reacciones en las que se
parecen las propiedades químicas entre el
Ca, Sr, Ba
3. ¿Con qué elementos el grupo 2 sostiene
relaciones diagonales?
4. Menciona algunas características generales
del grupo 2.
5. Qué propiedad de los óxidos del grupo 2
refleja la disminución de la energía de red al
aumentar el tamaño del catión?
6. En que formas se puede encontrar el carbonato
de calcio en la naturaleza, cual es la forma más
favorecida termodinámicamente y porque?
7. ¿Cuál es el único elemento del grupo 2 que es
fabricado a gran escala?
8. ¿Qué elementos del grupo 2 son extremadamente
tóxicos?
9. ¿Por qué los haluros de Berilio son
covalentes y no ionicos?
10. Menciona dos usos que se le dan al CaCl₂,
¿Qué propiedad de los haluros de metales del
grupo 2 hace que pueda ser usado de esta
manera?

similar documents