Los hidróxidos metálicos
Lázaro ayuda a su abuelo a encalar la pared de la casa. Mezclan cal apagada con agua y, al tocar la mezcla, notan que quema un poco la piel. ¿Qué sustancia es esa cal, cómo se escribe su fórmula y por qué hay que manipularla con cuidado? Al final de la página lo sabrás.
Qué es un hidróxido metálico
Mira las fórmulas del hidróxido de sodio ($\mathrm{NaOH}$) y del hidróxido de calcio ($\mathrm{Ca(OH)_2}$). Las dos tienen un metal y, a su lado, el grupo $\mathrm{OH}$. Ese grupo se llama grupo hidróxido o hidroxilo y tiene carga $1-$: es el ion $\mathrm{OH^-}$.
Fíjate en lo que no es hidróxido metálico: el $\mathrm{HCl}$ y el $\mathrm{H_2SO_4}$ empiezan por hidrógeno, no por un metal. Esos son ácidos.
Define qué es un hidróxido metálico e indica qué grupo lo caracteriza. De las sustancias $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{Ca(OH)2}$, $\mathrm{KOH}$ y…
Define qué es un hidróxido metálico e indica qué grupo lo caracteriza. De las sustancias $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, $\mathrm{KOH}$ y $\mathrm{H_2SO_4}$, señala cuáles son hidróxidos metálicos.
Cómo se formulan
La sustancia es neutra: la carga positiva del metal debe compensar la carga negativa de los grupos $\mathrm{OH^-}$. Por eso hace falta un grupo $\mathrm{OH}$ por cada unidad de carga positiva del metal.
| Metal | Número de oxidación | Fórmula |
|---|---|---|
| Sodio, Na | $+1$ | $\mathrm{NaOH}$ |
| Potasio, K | $+1$ | $\mathrm{KOH}$ |
| Calcio, Ca | $+2$ | $\mathrm{Ca(OH)_2}$ |
| Magnesio, Mg | $+2$ | $\mathrm{Mg(OH)_2}$ |
| Aluminio, Al | $+3$ | $\mathrm{Al(OH)_3}$ |
El hierro $\mathrm{Fe(OH)_2}$ (con $\mathrm{Fe^{2+}}$) sale igual que el del calcio.
Escribe la fórmula de los hidróxidos siguientes: hidróxido de potasio, hidróxido de calcio, hidróxido de aluminio e hidróxido de hierro(III).
Escribe la fórmula de los hidróxidos siguientes: hidróxido de potasio, hidróxido de calcio, hidróxido de aluminio e hidróxido de hierro(III).
Cómo se nombran
El nombre es «hidróxido de» + nombre del metal. Si el metal tiene más de un número de oxidación posible (como el hierro o el cobre), se añade ese número en romanos entre paréntesis.
| Fórmula | Nombre | Número de oxidación del metal |
|---|---|---|
| $\mathrm{NaOH}$ | hidróxido de sodio | $+1$ |
| $\mathrm{Mg(OH)_2}$ | hidróxido de magnesio | $+2$ |
| $\mathrm{Fe(OH)_2}$ | hidróxido de hierro(II) | $+2$ |
| $\mathrm{Fe(OH)_3}$ | hidróxido de hierro(III) | $+3$ |
| $\mathrm{Cu(OH)_2}$ | hidróxido de cobre(II) | $+2$ |
Escribe el nombre de estos hidróxidos: $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{Mg(OH)2}$, $\mathrm{Fe(OH)2}$ y $\mathrm{Cu(OH)2}$. Indica el número de oxidación del metal en cada uno.
Escribe el nombre de estos hidróxidos: $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{Mg(OH)_2}$, $\mathrm{Fe(OH)_2}$ y $\mathrm{Cu(OH)_2}$. Indica el número de oxidación del metal en cada uno.
Cómo se reconocen: los indicadores
Los hidróxidos solubles, al disolverse en agua, liberan iones $\mathrm{OH^-}$ y la disolución tiene carácter básico. No se prueba con el gusto ni con la piel: se usan indicadores, sustancias que cambian de color según el medio.
| Indicador | En medio básico |
|---|---|
| Fenolftaleína (incolora) | se vuelve rojo grosella (violeta) |
| Papel tornasol rojo | se vuelve azul |
Lisandra añade unas gotas de fenolftaleína y, en otro tubo, un trozo de papel tornasol rojo a una disolución de hidróxido de sodio. Indica qué cambios de color observará…
Lisandra añade unas gotas de fenolftaleína y, en otro tubo, un trozo de papel tornasol rojo a una disolución de hidróxido de sodio. Indica qué cambios de color observará y explica qué demuestran sobre el carácter de la disolución.
Cómo se obtienen
Hay dos caminos sencillos para obtener hidróxidos solubles.
1. Óxido básico + agua. Los óxidos de metales activos reaccionan con el agua y dan el hidróxido. Es una reacción de combinación (síntesis): dos sustancias forman una.
$$\mathrm{CaO(s) + H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(ac)}$$2. Metal muy activo + agua. El sodio y el potasio desplazan al hidrógeno del agua: se forma el hidróxido y se desprende dihidrógeno. Es una reacción de sustitución.
$$\mathrm{2\,Na + 2\,H_2O \rightarrow 2\,NaOH + H_2}$$Para el óxido de potasio: $\mathrm{K_2O + H_2O \rightarrow 2\,KOH}$ (hidróxido de potasio). Hay 2 K, 2 O... comprueba: a la izquierda 1 + 1 = 2 O? No: $\mathrm{K_2O}$ tiene 1 O y $\mathrm{H_2O}$ otro, total 2 O; a la derecha $2\,\mathrm{KOH}$ tiene 2 O. Todo cuadra.
Los óxidos básicos reaccionan con el agua y forman hidróxidos. Escribe las ecuaciones ajustadas de la reacción del óxido de potasio, $\mathrm{K_2O}$, y del óxido de…
Los óxidos básicos reaccionan con el agua y forman hidróxidos. Escribe las ecuaciones ajustadas de la reacción del óxido de potasio, $\mathrm{K_2O}$, y del óxido de calcio, $\mathrm{CaO}$, con el agua. Clasifica el tipo de reacción y nombra los hidróxidos obtenidos.
Algunos metales muy activos reaccionan con el agua y producen un hidróxido y dihidrógeno. Ajusta la ecuación $\mathrm{K + H_2O \rightarrow KOH + H_2}$ y escribe la…
Algunos metales muy activos reaccionan con el agua y producen un hidróxido y dihidrógeno. Ajusta la ecuación $\mathrm{K + H_2O \rightarrow KOH + H_2}$ y escribe la ecuación análoga para el sodio. Indica qué gas se desprende y por qué hay que tomar precauciones al realizar esta experiencia.
Hidróxidos insolubles y la cal
No todos los hidróxidos se disuelven. Los de hierro, cobre y aluminio son insolubles: al mezclar una sal soluble con $\mathrm{NaOH}$ se forma un sólido que se ve en el tubo, el precipitado.
$$\mathrm{FeCl_3 + 3\,NaOH \rightarrow Fe(OH)_3\downarrow + 3\,NaCl}$$El $\mathrm{Fe(OH)_3}$ es un precipitado pardo-rojizo (color óxido); el $\mathrm{Cu(OH)_2}$, azul.
La masa es $60$ g de $\mathrm{NaOH}$.
Vuelve al principio. La cal apagada de Lázaro es el hidróxido de calcio, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, que se obtiene al echar agua a la cal viva ($\mathrm{CaO}$). Su disolución, el agua de cal, es básica. Al soplar en ella, el dióxido de carbono de la respiración reacciona:
$$\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O}$$El sólido blanco que enturbia el agua es el carbonato de calcio, $\mathrm{CaCO_3}$, insoluble. En la pared pasa lo mismo: la cal toma el $\mathrm{CO_2}$ del aire y se endurece. Y como es una base fuerte, irrita la piel y los ojos: por eso se usan guantes y espejuelos de protección.
El hidróxido de hierro(III) es insoluble y se obtiene por precipitación: $\mathrm{FeCl_3 + 3\,NaOH \rightarrow Fe(OH)3 + 3\,NaCl}$. Si se dispone de 0,5 mol de cloruro…
El hidróxido de hierro(III) es insoluble y se obtiene por precipitación: $\mathrm{FeCl_3 + 3\,NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 + 3\,NaCl}$. Si se dispone de 0,5 mol de cloruro de hierro(III) y de hidróxido de sodio en cantidad suficiente, calcula cuántos moles y cuántos gramos de $\mathrm{NaOH}$ reaccionan. Describe cómo se reconoce el precipitado. Datos: $A_r(\mathrm{Na}) = 23$, $A_r(\mathrm{O}) = 16$, $A_r(\mathrm{H}) = 1$.
Lázaro utiliza cal apagada, $\mathrm{Ca(OH)2}$, para encalar una pared. Observa que el agua de cal, que al inicio es transparente, se enturbia al soplar en ella con un…
Lázaro utiliza cal apagada, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, para encalar una pared. Observa que el agua de cal, que al inicio es transparente, se enturbia al soplar en ella con un tubito. Explica este hecho con la ecuación $\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O}$, identifica el sólido formado y justifica por qué debe manipularse la cal con guantes y gafas.