Il comportamento dei metalli alcalini

Il comportamento dei metalli alcalini (Na e K)

Fin da quando uno studente di chimica mette piede in laboratorio, si ricevono precise istruzioni sul modo di comportarsi per evitare di fare danni prima di tutto a se stessi e poi agli altri. Una delle prime raccomandazioni è quella di evitare di mettere i metalli alcalini, come sodio (Na) e potassio (K), a diretto contatto con l’acqua. Questo perché nel momento in cui questi due metalli “sentono” l‘acqua danno luogo ad una reazione molto pericolosa. Cosa accade sotto l’aspetto chimico? Semplicemente questo:

2X + 2H2O -> 2XOH + H2 (dove X = Na oppure K)

Sembra banale, vero? In effetti lo è. Sia il sodio che il potassio metallici reagiscono ossido-riduttivamente per formare idrossido di sodio (o potassio) ed idrogeno gassoso. La pericolosità della reazione è legata al fatto che essa è fortemente esotermica (ovvero produce tanto calore). Il calore sviluppato consente la combustione dell’idrogeno. Se non si utilizzano le opportune precauzioni, si rischia che le fiamme generate dalla combustione dell’idrogeno possano provocare gravi ustioni (ed in effetti questo è veramente accaduto ad uno dei tecnici di laboratorio quando lavoravo a Portici qualche anno fa). Se volete vedere quello che accade basta cliccare sul seguente link: https://www.youtube.com/watch?v=Kx6JbhQcYS0

Affasciante, vero? e molto scenografico.

Recentemente un team di ricercatori della Repubblica Ceca e della Germania ha studiato quanto accade in acqua ed atmosfera inerte (ovvero in assenza di ossigeno) quando una lega di sodio e potassio viene posta “gentilmente” a contatto con l’acqua [1]. Avendo usato atmosfera inerte, i ricercatori hanno impedito la combustione dell’idrogeno. Tuttavia, attraverso un filmato in slow motion e la spettroscopia IR, hanno constatato che quando sodio e potassio metallici entrano in contatto con l’acqua si sviluppano degli elettroni idratati [2] responsabili di una bellissima colorazione azzurra visibile ad occhio nudo. Man mano che la reazione procede si passa ad un rosso incandescente e parte dei metalli evapora. Si forma a questo punto una goccia di idrossido di sodio/potassio trasparente che “galleggia” sull’acqua grazie all’effetto Leidenfrost [3] (si veda la foto a corredo di questa nota). Man mano che la temperatura si abbassa, la goccia trasparente “scoppia” e si forma una soluzione omogenea di idrossido di sodio (e potassio)

Riferimenti

[1] http://onlinelibrary.wiley.com/…/10…/anie.201605986/abstract

[2] http://onlinelibrary.wiley.com/…/10.1002/anie.201006521/full

[3] https://www.facebook.com/RinoConte1967/posts/1855448358010025:0

Altre letture

http://cen.acs.org/…/i35/Liquid-alkali-metal-alloy-floats.h…

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