Las sustancias reactivas al agua [1] son aquellas que experimentan espontáneamente una reacción química con el agua, que a menudo se caracteriza por generar gases inflamables. [2] Algunas son de naturaleza altamente reductora. [3] Algunos ejemplos notables incluyen metales alcalinos , desde litio hasta cesio , y metales alcalinotérreos , desde magnesio hasta bario .
Algunas sustancias reactivas al agua también son pirofóricas , como los organometálicos y el ácido sulfúrico. Se recomienda el uso de guantes resistentes al ácido y pantalla facial para una manipulación segura; las campanas de extracción son otro control eficaz de dichas sustancias. [4]
Las sustancias reactivas al agua están clasificadas como R2 según el sistema de clasificación de la ONU y como Peligro 4.3 por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos . En un cuadrado blanco de un rombo contra incendios de la NFPA 704 , y en contextos similares, se denotan como " W ". La clasificación de sustancias como reactivas al agua es en gran medida una consideración para la seguridad de las operaciones de extinción de incendios y transporte. [5]
Todos los productos químicos que reaccionan vigorosamente con el agua o liberan gases tóxicos al entrar en contacto con el agua están reconocidos por su naturaleza peligrosa en la "Lista de suministros aprobados", [6] o la lista de sustancias cubiertas por la legislación internacional sobre riesgos mayores [7], muchas de las cuales se utilizan comúnmente en procesos de fabricación.
Los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs y Fr) son los metales más reactivos en la tabla periódica : todos reaccionan vigorosamente o incluso explosivamente con agua fría, lo que resulta en el desplazamiento del hidrógeno.
El metal del grupo 1 (M) se oxida a sus iones metálicos y el agua se reduce a gas hidrógeno (H 2 ) e ión hidróxido (OH − ), dando una ecuación general de:
Los metales del grupo 1 o metales alcalinos se vuelven más reactivos a medida que aumenta su número de niveles de energía.
Los metales alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra) son los segundos metales más reactivos de la tabla periódica y, al igual que los metales del Grupo 1, tienen una reactividad creciente con un número creciente de niveles de energía. El berilio (Be) es el único metal alcalinotérreo que no reacciona con el agua o el vapor , incluso si el metal se calienta al rojo vivo. [9] Además, el berilio tiene una capa exterior de óxido resistente que reduce su reactividad a temperaturas más bajas.
El magnesio muestra una reacción insignificante con el agua, pero arde vigorosamente con vapor o vapor de agua para producir óxido de magnesio blanco y gas hidrógeno: [10]
El magnesio reacciona de forma suave con el agua fría. La reacción es de corta duración porque la capa de hidróxido de magnesio que se forma sobre el magnesio es casi insoluble en agua e impide que se produzcan más reacciones.
Mg(s) + 2H2O ( l) ⟶ Mg(OH) 2 (s) + H2 ( g) [11]
Un metal que reacciona con agua fría produce hidróxido metálico y gas hidrógeno. Sin embargo, si un metal reacciona con vapor, como el magnesio, se produce óxido metálico como resultado de la división de los hidróxidos metálicos al calentarse. [12]
Los hidróxidos de calcio, estroncio y bario son sólo ligeramente solubles en agua, pero producen suficientes iones hidróxido para hacer que el ambiente sea básico , dando una ecuación general de:
El radio reacciona de manera similar al resto de los metales alcalinotérreos (excepto el magnesio), formando hidróxido de radio y gas hidrógeno. [14] Cabe destacar que el hidróxido de radio es el más soluble de todas las especies de hidróxido alcalinotérreo. [15]
El hidrógeno siempre se produce cuando un metal reacciona con agua fría o vapor. [16]
Los halógenos se denominan así debido a su potencial para formar sales y formar muchos ácidos fuertes simples con hidrógeno. De los cuatro halógenos estables, solo el flúor y el cloro tienen potenciales de reducción más altos que el del oxígeno , lo que les permite formar ácido fluorhídrico y ácido clorhídrico directamente a través de la reacción con agua. [17] La reacción del flúor con agua es especialmente peligrosa, ya que la adición de gas flúor al agua fría producirá ácido fluorhídrico, gas oxígeno y ozono . [18] Sin embargo, la reacción es bastante lenta. [19]
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