Sustancias que reaccionan con el agua.
Sustancias reactivas con el agua son aquellas que espontáneamente sufren una reacción química con el agua, ya que son de naturaleza altamente reductora. Ejemplos notables incluyen metales alcalinos, de litio a cesio y metales alcalinotérreos, de magnesio a bario.
Algunas sustancias que reaccionan con el agua también son pirofóricas, como los organometálicos y el ácido sulfúrico, y deben mantenerse alejadas de la humedad. Se requiere el uso de guantes resistentes a los ácidos y protección facial y deben manipularse en campanas extractoras.
Dichas sustancias están clasificadas como R2 según el sistema de clasificación de las Naciones Unidas y como Peligro 4.3 por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos. En el cuadrado blanco de un diamante de fuego NFPA 704, se indican como "W̶".
Todos los productos químicos que reaccionan vigorosamente con el agua o liberan gases tóxicos cuando entran en contacto con el agua están reconocidos por su naturaleza peligrosa en la 'Lista de suministros aprobados' o la lista de sustancias cubiertas por la legislación internacional sobre riesgos mayores, muchas de las cuales se utilizan habitualmente en los procesos de fabricación.
Metales alcalinos
Los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs y Fr) son los metales más reactivos de la tabla periódica: todos reaccionan vigorosamente o incluso explosivamente con agua fría, lo que provoca el desplazamiento del hidrógeno.
El metal del Grupo 1 (M) se oxida a sus iones metálicos y el agua se reduce a gas hidrógeno (H2) y ion hidróxido (OH-). dando una ecuación general de:
- 2 M(s) + 2 H2O(l) 2 M+(aq) + 2 OH−(aq) + H2g)
Los metales del Grupo 1 o metales alcalinos se vuelven más reactivos a medida que aumenta su número de niveles de energía.
Metales alcalinotérreos
Los metales alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) son los segundos metales más reactivos en la tabla periódica y, al igual que los metales del Grupo 1, tienen una reactividad creciente con un número creciente de niveles de energía. El berilio (Be) es el único metal alcalinotérreo que no reacciona con el agua o el vapor, incluso si el metal se calienta al rojo vivo. Además, el berilio tiene una capa exterior de óxido resistente que reduce su reactividad a temperaturas más bajas.
El magnesio muestra una reacción insignificante con el agua, pero arde vigorosamente con vapor o vapor de agua para producir óxido de magnesio blanco y gas hidrógeno:
- Mg(s) + H2O(g) MgO(s) + H2g)
El magnesio tiene una reacción leve con el agua fría. La reacción es de corta duración porque la capa de hidróxido de magnesio formada sobre el magnesio es casi insoluble en agua e impide una mayor reacción.
Mg(s) + 2H2O(l) ⟶ Mg(OH)2(s) + H2(g)
Un metal reaccionando con agua fría producirá un hidroxido metálico y gas de hidrógeno. Sin embargo, si un metal reacciona con vapor, como el magnesio, el óxido de metal se produce como resultado de hidroxidos metálicos que se dividen sobre la calefacción.
Los hidróxidos de calcio, estroncio y bario son sólo ligeramente solubles en agua pero producen suficientes iones de hidróxido para hacer que el ambiente sea básico, dando una ecuación general de:
- M(s) + 2 H2O(l) M(OH)2(aq) + H2g)
El radio reacciona de manera similar al resto de los metales alcalinotérreos (distintos del magnesio), formando hidróxido de radio y gas hidrógeno. En particular, el hidróxido de radio es la más soluble de todas las especies de hidróxido alcalinotérreo.
Serie de reactividad de los metales
| Orden de reactividad | Metal | Reacciones con agua o vapor |
|---|---|---|
| Más reactiva | potasio (K) | Reacción muy vigorosa con agua fría |
| Segundo más reactivo | sodio (Na) | Reacción vigorosa con agua fría |
| Tercera más reactiva | calcio (Ca) | Reacción menos vigorosa con agua fría |
| Menos reactiva | magnesio (Mg) | Reacción lenta con agua fría, vigorosa con agua caliente |
- Si los metales reaccionan con agua fría, se producen hidroxidas.
- Si los metales reaccionan con vapor, se forman óxidos.
El hidrógeno siempre se produce cuando un metal reacciona con agua fría o vapor.
Halógenas
(feminine)Los halógenos se llaman así debido a su potencial para formar sales y muchos ácidos fuertes simples con hidrógeno. De los cuatro halógenos estables, sólo el flúor y el cloro tienen potenciales de reducción superiores al del oxígeno, lo que les permite formar ácido fluorhídrico y ácido clorhídrico directamente mediante la reacción con el agua. La reacción del flúor con el agua es especialmente peligrosa, ya que la adición de gas flúor al agua fría producirá ácido fluorhídrico, oxígeno gaseoso y ozono. Sin embargo, la reacción es bastante lenta.