Mappa sui metalli alcalini

4 01 2018

 

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     Per motivi didattici, è opportuno che ritorni sulle caratteristiche del metalli alcalini, già trattate in “Caccia al litio”, “Caratteristiche degli elementi del I gruppo”, “Serie di attività chimica”.

     Gli elementi del I gruppo sono tutti metalli, definiti alcalini (termine che deriva dall’arabo e significa “ceneri di piante”) perché le ceneri ottenute dalla combustione delle piante ne sono ricche. Soprattutto di sodio e di potassio. Lo sanno bene i contadini che conservano le ceneri dei camini e delle stufe a legna per utilizzarle poi come fertilizzante nell’orto. Non solo: la potassa (carbonato di potassio) si otteneva dalle ceneri delle piante.

     I metalli alcalini in natura, per la loro elevata reattività, non si trovano mai allo stato elementare ma solo come ioni con una carica positiva, nei composti oppure in soluzioni acquose. I più diffusi sul pianeta sono il sodio e il potassio, rispettivamente sesto e ottavo per abbondanza sulla crosta terrestre. D’altra parte il cloruro di sodio (NaCl) è il sale più abbondante nelle acque marine e oceaniche. Altri composti importanti dei metalli alcalini sono: l’idrossido di sodio o soda caustica (NaOH); il carbonato di sodio (Na2CO3); il cloruro di potassio (KCl); l’idrossido di potassio (KOH); il carbonato di potassio (K2CO3).

     La mappa rappresentata in alto riassume le principali caratteristiche dei metalli alcalini nel loro insieme e singolarmente: selezionarla per ingrandirla e renderla leggibile!

     Un breve video sui metalli alcalini proposto dall’ITIS Majorana di Grugliasco. Un altro sulla reattività dei metalli alcalini proposto dall’Istituto Corinaldesi.




Caratteristiche degli elementi del I gruppo

27 05 2010

I GRUPPOGli elementi del gruppo IA (Li, Na, K, Rb, Cs e Fr) del Sistema periodico sono detti anche metalli alcalini. La loro principale caratteristica comune è di avere un solo elettrone nell’orbitale più esterno e, di conseguenza hanno proprietà chimiche molto simili. Sono tutti solidi, facilmente solubili in acqua e hanno tutte le caratteristiche dei metalli: lucenti, buoni conduttori di calore e di elettricità, duttili, cioè si possono trasformare facilmente in fili e malleabili, cioè sono facilmente trasformabili in lamine sottili. Nella formazione di legami, tendono tutti, cedendo un elettrone e trasformandosi in cationi monovalenti, a raggiungere la configurazione elettronica esterna e la stabilità del gas nobile che li precede. Per questo sono molto reattivi e, in presenza di ossigeno atmosferico, sulla loro superficie si forma immediatamente uno strato di ossido. A causa della loro elevata reattività, non hanno alcun uso nella vita quotidiana se non come composti, ma sono molto utilizzati dall’industria. Ad esempio le batterie al litio sono quelle più diffuse per i telefoni cellulari e altri prodotti elettronici.

Questi elementi reagiscono con l’idrogeno formando gli idruri: LiH (idruro di litio), NaH (idruro di sodio), ecc. Nelle reazioni con l’ossigeno danno gli ossidi basici o semplicemente ossidi, ad esempio Na2O (ossido di disodio). Questi ossidi reagiscono con l’acqua per formare gli idrossidi, molto utilizzati a livello industriale per la produzione di svariati prodotti: saponi, detersivi, sali, esplosivi, fuochi d’artificio colorati.

Na2O + H2O  -> 2NaOH (idrossido di sodio o soda caustica)

K2O + H2O  -> 2KOH (idrossido di potassio o potassa caustica)

L’aggettivo “caustica” indica che si tratta di sostanze corrosive per la pelle perché ne degradano le proteine. Non si può tralasciare un accenno al principale composto del sodio: il cloruro di sodio (NaCl) o sale da tavola, importantissimo per l’alimentazione umana (insaporisce e conserva gli alimenti). Nel nostro organismo gli ioni Na+ e K+ sono essenziali per la trasmissione degli impulsi nervosi lungo l’assone dei neuroni. Infatti è proprio la rapida differenza di concentrazione di questi ioni tra l’interno e l’esterno della cellula nervosa a determinare una differenza di potenziale elettrico e di conseguenza la trasmissione dell’impulso. Una proteina della membrana cellulare che interviene attivamente nel trasporto di questi ioni, da una parte all’altra, si chiama pompa sodio-potassio. Il cloruro di sodio si ricava dalle miniere ma soprattutto dalle saline. In Italia le più estese sono quelle di Margherita di Savoia in Puglia.

Il sodio forma anche carbonati: Na2CO3 (carbonato di sodio), utilizzati per la preparazione di vetri, smalti e vernici. Il bicarbonato di sodio NaHCO3 (carbonato acido di sodio), in soluzione acquosa viene utilizzato per neutralizzare l’acidità di stomaco oppure per il lavaggio di verdure e ortaggi.

Questo bicarbonato viene anche utilizzato insieme ad altre sostanze nella preparazione delle polveri che consentono di preparare acque da tavola gassate.

Oggi una vasta fascia della popolazione deve limitare l’assunzione di sodio nella dieta perché questo elemento è responsabile, insieme ad altri fattori, dell’aumento della pressione arteriosa che provoca molti danni a carico del sistema cardiovascolare.