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Experimentos de quimica | Sodio metalico en agua

La demostración práctica de la reacción de sodio en agua es una experiencia espectacular que ilustra con claridad la reactividad de un metal alcalino con el agua. La demostración es sin duda memorable, y puede realizarse sin mayores riesgos al ejecutarla con sensatez.

Experimento sodio agua
La experiencia consiste sencillamente en colocar una pequeña porción de sodio metálico en una fuente con agua. También se puede adicionar fenolftaleína al agua. La fenolftaleína es un indicador ácido base, es decir, una sustancia que cambia su color al cambiar el pH del medio en el que se encuentra. La fenolftaleína es incolora a pHs cercanos a la neutralidad, y de un rosado violáceo cuando el pH se torna básico o alcalino.

experimentos-quimica

La reacción entre el sodio y el agua es:

2 Na + 2 H2O → 2 Na+ + 2 OH + H2(g)

Dicha reacción es particularmente vigorosa cuando utilizamos agua tibia. Notaremos que el sodio tomará una forma esférica, debido al calor producido por la reacción. Este mismo calor puede llegar a encender el hidrógeno desprendido, por lo que deberemos tomar ciertas precauciones.

Precauciones de seguridad

  • Nunca utilizar una porción de socio de mayor tamaño que una judía.
  • Utilizar gafas de seguridad
  • Los espectadores deben hallarse a una distancia segura del experimento.

Materiales necesarios

  • Sodio metálico, almacenado bajo aceites minetales
  • Vaso de precipitados de 250 mL o mayor. El volumen de agua no debe exceder la mitad de la altura del recipiente
  • Algunas gotas de fenolftaleína incorporadas al agua previo al añadido de sodio (opcional).

A continuación presentamos un video de cómo se ve la presentación final:

Foto | Flickr

¿Por qué el sodio metálico reacciona con el agua?

Con potenciales electroquímicos por debajo de -2.0 V, un elemento alcalino como el sodio metálico debe ser depositado en éter de petróleo para impedir que pueda entrar en contacto con el agua. El carácter reductor del sodio hace que su reacción con el H2O sea muy violenta. Por ejemplo; el vecino del sodio en la tabla periódica, el litio (Li), reacciona con el agua formando hidróxido de litio e hidrógeno altamente inflamable. El sodio (Na) reacciona de la misma manera con el agua, aunque formando hidróxido de sodio e hidrógeno. Sin embargo, cuanto más pesados sean los elementos, más violenta será la reacción y más explosiones pueden causar. Estas son debidas al contacto del hidrógeno generado con el oxígeno del aire. La energía que desprenden las reacciones de los metales alcalinos con el agua se corresponde más a los aspectos cinéticos de los elementos que al potencial electroquímico del mismo grupo. De este modo y, a pesar de tener el potencial más negativo de la Tabla Periódica, el litio produce la reacción más lenta de todas mientras que el sodio produce una más brusca.

Los metales alcalinos y el agua

Metales alcalinos agua
Los metales alcalinos son los que se sitúan en el grupo 1 de la tabla periódica (excepto el hidrógeno que es un gas no metálico), y son los siguientes:
Litio (Li)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Rubidio (Rb)
Cesio (Cs)
Francio (Fr)

La reacción de estos elementos con el agua se desenvuelve con la siguiente fórmula:

Metal alcalino + H2O (agua) => Hidróxido del metal + H2 (hidrógeno) + Energía

A medida que pasamos de un metal alcalino a otro, las reacciones con el agua son cada vez más violentas, siendo la reacción más suave la del Litio, y la más fuerte la del Francio. Este último elemento posee la electronegatividad es la más baja conocida y es el segundo elemento menos abundante en la naturaleza.

El agua contiene sodio ¿Por qué no reacciona?

Reaccion sodio H2O
Todos los compuestos de sodio acaban de manera natural en el agua procedente de rocas, suelos y del mismo mar. Los ríos y los lagos poseen cantidades más pequeñas de sodio, con valores y concentraciones mucho más bajas. Asimismo, es fácil encontrar un gran número de ejemplos de la solubilidad del sodio en agua. Los compuestos de sodio más familiares son el cloruro de sodio (NaCl), más conocido como sal de cocina, y el carbonato de sodio (Na2CO3). Alrededor del 60% de sodio se utiliza en industrias químicas y el 20% en la industria alimentaria. El 20% restante se emplea en procesos industriales de metalurgia, como fertilizante sintético y como agente refrigerante para reactores nucleares.

Experimento del sodio saltarín

El experimento del “sodio saltarín” puede ser elaborado en cualquier laboratorio de instituto bajo la supervisión del profesor. Como podrás ver en el video, se trata de un ejercicio fácil pero a la vez sorprendente. Es una buena manera de comprobar la reacción de óxido-reducción (redox) del sodio con el agua, la formación de una base que cambia el pH, el desprendimiento de un gas en la reacción, la diferencia de densidad y la inmiscibilidad entre los disolventes.

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