Metales alcalinos
Los compuestos de litio se hallan muy difundidos en la naturaleza, aunque en pequeñas cantidades. Los minerales de litio más importantes son la lepidolita, Li2 (F, OH)2 Al2 (SiO3)3, el espodumeno, LiAl (SiO3)2, y la ambligonita, LiAlFPO4. El litio fue obtenido por primera vez en 1855 por el químico alemán Bunsen (1811-1899) por electrólisis del cloruro de litio, LiCl, fundido. Es un metal de color blanco, blando, muy ligero y de elevado calor específico.
Los compuestos de litio dan color rojo carmín a la llama del mechero Bunsen.
Las sales de litio derivadas de ácidos fuertes son más solubles en agua que las de los otros elementos del grupo, mientras que las derivadas de ácidos débiles son menos solubles que las de los restantes elementos alcalinos. El litio se emplea en aleaciones para aumentar su resistencia a la tracción.
Los compuestos de litio se usan para fabricar vidrios especiales y esmaltes para cerámica. Los compuestos organolíticos se utilizan a nivel de laboratorio e industrialmente en la síntesis de numerosos compuestos.
Sodio
Los compuestos de sodio están ampliamente distribuidos en la naturaleza, especialmente en forma de cloruro de sodio, NaCl, sulfato de Sodio, Na22O4, nitrato de sodio, NaNO3, carbonato de sodio, Na2CO3, bórax, NA2B4O7 • 10 H2O, y silicatos diversos. Fue obtenido por primera vez en 1807 por el químico inglés Davy (1778-1829), por electrólisis del hidróxido de sodio (NaOH) húmedo.
Actualmente el sodio se obtiene por el método de Downs, que consiste en electrolizar el cloruro de sodio fundido y añadirle carbonato de sodio, empleando un ánodo circular de carbón y un cátodo anular de hierro.
El sodio formado en el cátodo se recoge en un colector situado en la parte superior del baño electrolítico. El sodio es un metal de color blanco, blando, poco denso y que se oxida fácilmente al exponerlo al aire.
El sodio y sus compuestos comunican color amarillo a la llama del mechero Bunsen. El cloruro de sodio se halla disuelto en las aguas naturales.
La evaporación del agua ha originado grandes depósitos salinos en épocas geológicas pasadas. La sal gema, NaCl, es el componente de tales depósitos.
El calor del sol se aprovecha desde los tiempos más remotos para evaporar el agua del mar en las salinas.
El cloruro de sodio es un compuesto indispensable en la alimentación. El hidróxido de sodio, NaOH, es un sólido de color blanco, higroscópico, corrosivo y muy soluble en agua. Se prepara tratando carbonato de sodio, Na2CO3, con hidróxido de calcio, Ca (OH)2, según la reacción:
Na2CO3 + Ca (OH)2 → CaCO3 + 2 NaOH
o bien electrolizando una disolución de NaCl, según el método de Nelson, liberándose hidrógeno en el cátodo y recogiéndose el hidróxido de sodio en el compartimiento anódico. El hidróxido de sodio, llamado vulgarmente sosa cáustica, se emplea en la fabricación del jabón y de fibras textiles artificiales.
El carbonato de sodio, Na2CO3, y el bicarbonato de sodio, NaHCO3, se obtienen por el método ideado por el químico belga Solvay (1838-1922), basado en la reacción entre el bicarbonato de amonio, NH4HCO3, y el cloruro de sodio, de la que se forma bicarbonato de sodio insoluble en la disolución de cloruro de amonio.
El bicarbonato de sodio se separa por filtración y se purifica por recristalización. El carbonato se obtiene calentando el bicarbonato obtenido;
2 NaHCO3→ Na2 CO3 + CO2 + H2 O
El carbonato de sodio se emplea para fabricar vidrio y jabón.
Potasio
Los compuestos de potasio están muy difundidos en la naturaleza, especialmente en forma de cloruro de potasio, KCl, carbonato de potasio, K2CO3, nitrato de potasio, KNO3, y silicatos diversos. El potasio también fue obtenido por primera vez por Davy, y actualmente se prepara de un modo análogo al sodio.
EI potasio y sus compuestos comunican color violeta a la llama del mechero de Bunsen. El potasio amalgamado se utiliza como reductor en síntesis. La química del potasio y de sus compuestos es similar a la del sodio. El hidróxido de potasio, KOH, se emplea para fabricar jabones, y el nitrato de potasio, KNO3, en la fabricación de la pólvora.
Rubidio, cesio y francio
El rubidio y el cesio fueron descubiertos en 1860 por el químico alemán Bunsen. Se obtienen calentando sus hidróxidos con magnesio o aluminio en corriente de hidrógeno, o bien reduciendo sus cloruros con calcio. Sus propiedades son análogas a las del potasio y sus compuestos.
El cesio se utiliza en la fabricación de células fotoeléctricas. El francio fue descubierto en 1939 por la investigadora francesa Perey entre los productos obtenidos en la serie radiactiva del actinio. Su isótopo más estable es el 223Fr, cuyo período de semidesintegración es de unos 21 minutos.
