Nunca mezcles metales alcalinos con agua

Ramón (¡gracias!) nos manda este vídeo, que muestra qué ocurre cuando los metales alcalinos (repitan conmigo: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, francio) se mezclan con el agua.

Al principio del vídeo salen escenas cortas de litio, sodio y potasio al echarlos al agua. Estos metales tienen la odiosa costumbre de provocar una reacción muy exotérmica (que produce mucha energía) y desprender hidrógeno al contacto con el agua, incluso estando totalmente sumergidos en ella, lo que da la sensación de que «arden» bajo el agua. Este hidrógeno hipercalentado arde al entrar en contacto con el aire. Con más detalle nos muestran los efectos de la inmersión del rubidio y el cesio. Los tiran al agua metidos en tubos de ensayo que se disuelven al contacto con el agua, de modo que tras lanzarlos se disponga de unos breves segundos hasta que el tubo se disuelva y tenga lugar la reacción química. En el primer caso, el presentador le pregunta al experimentador cuáles serán los efectos de tirar un tubo de ensayo con rubidio a la bañera. La respuesta: ¿Has visto alguna vez explotar una granada en una bañera? Cuando repiten el experimento con el cesio, de nuevo se hace la misma pregunta, y la respuesta es ahora «¿Has visto alguna vez explotar una carga de profundidad en una bañera?» Vean, vean:

¿Qué ocurre en realidad, por qué el contacto de estos metales con el agua es tan explosivo? La explicación es sencilla: Al contacto con el agua, estos metales provocan una reacción como la que sigue (hemos puesto como ejemplo el sodio, con símbolo atómico Na, del latín Natrium, del griego νιτρον, nombre que se le daba al carbonato sódico):

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

El hidrógeno, al ser el gas más ligero, fue utilizado en los primeros dirigibles. Tras el desastre del Hindenburg se prefirió usar otro gas menos ligero pero menos peligroso. La respuesta fue el helio, que pesa bastante más pero que sigue siendo más ligero que el aire. Además tiene la ventaja de que es inerte, al ser un gas noble, por lo que no puede inflamarse.

El sodio reacciona con el agua para dar hidróxido de sodio e hidrógeno. El hidrógeno, como todos sabemos, es un gas bastante inflamable, como puede apreciarse en este impactante documento histórico: la catástrofe del dirigible alemán Hindenburg:


Pues bien, la reacción, del sodio con el agua, además de soltar mucho hidrógeno, también suelta mucho calor (técnicamente se dice que es muy exotérmica), calor que es suficiente para hacer arder el hidrógeno en contacto con el aire o evaporar el agua si no hay oxígeno a mano. Por eso puede arder incluso bajo el agua, porque no necesita oxígeno, como la mayoría de las reacciones de combustión a las que estamos acostumbrados.

De hecho, estos metales son tan reactivos que pueden empezar a arder tan sólo con la humedad de la mano o del aire, por lo que tienen que ser almacenados en atmósfera inerte (es decir, en un frasco que no tenga aire sino gas argón, por ejemplo) o sumergidos en parafina y otros líquidos que los mantengan apartados de cualquier contacto con la humedad. La moraleja: si ven un frasco de cesio por la calle, no lo abran.

Al final del video, por cierto, se quejan de que no pudieron conseguir francio (el último de la lista de los metales alcalinos y presuntamente el más potente) para el experimento. No es de extrañar, pues el francio es radiactivo y existe sólo en formas radiactivas de vida corta; el isótopo más estable tiene una vida media de 21 minutos. O sea, que no pudieron conseguir francio porque no existe el francio como tal. Todo el francio que se pueda fabricar habrá descendido a cantidades infinitesimales en unas pocas horas.

Nota a posteriori: Me cuentan por varias vías que este vídeo está trucado. El cesio no llegó a estallar porque al llegar el hidrógeno a la superficie del agua ya se había enfriado lo suficiente como para no arder al contacto con el oxígeno, así que simularon la explosión con un explosivo convencional. No dejes que la física te estropee una buena explicación de química. 😉

72 comentarios en «Nunca mezcles metales alcalinos con agua»

  1. Muy curioso pero inutil… bueno excepto si quieres fabricar bombas caseras jejeje. La cuestion que me planteo ahora es la siguiente:

    Si la sal contiene sodio (Na) y al disolverse en el agua se disocia del calcio (Cl)… ¿Por que no se produce esa reacción cuando la mezclamos con el agua?

    Me huelo que la respuesta es que son iones de sodio y por eso no reaccionan, pero como no soy precisamente un experto me gustaria que me lo aclaraseis. Es una pregunta muy CPI no? jejeje.

    Gracias y saludos.

  2. En efecto, JohnyFK, como bien dices son iones de sodio (Na+), que no reaccionan con el agua. Como dato CPI, no es calcio sino cloro lo que hay en la sal de mesa. Supongo que ha sido un lapsus calami.

  3. Muy interesante Remo. Mi profesora de química nos contó que tuvo un alumno que se quedó manco por tratar el Na sin guantes. Y no tenía porqué asustarnos, en esa química no pisabamos el laboratorio ni ganas, pero para que se haga la gente una idea de lo peligroso que puede llegar a ser.
    Otro apunte es que en química para que exista combustión, necesariamente tiene que haber oxígeno, si no, como bien dices es una reacción terriblemente exotérmica, cede una gran cantidad de calor, pero no «arde» en ningún momento.

    Un saludo y enhorabuena por el blog.

  4. A mí me contaron una historia de un estudiante que intentó robar un reactivo del laboratorio escondiéndo parte en el bolsillo, y le reaccionó con la humedad del sudor de la mano, con la correspondiente quemadura de pierna (espero que fuera sólo eso)…

  5. Cojonudo el vídeo. A ver si luego lo veo en casa con sonido q ahora no puedo.

    Por cierto, cómo se llama ese programa. Es para verlo/bajarlo.

    La ciencia es divertida.

  6. Yiiiha!! muy divertido el video de «niños no hagais esto en casa»
    Con respecto a la catastrofe del Hindenburg una nota, Zeppelin planeaba construir el Hindenburg, dado su tamaño y para la seguridad de los pasajeros, utilizando Helio como gas del dirigible. El problema era que en esa epoca, comienzos del siglo XX, los yankis tenian el monopolio de produccion de Helio y prohibieron las exportaciones, con lo que Zeppelin, empresa alemana, no pudo utilizarlo para el Hindenburg.

  7. Gracias Remo por la aclaración y la corrección (el calcio es Ca), si es que a ciertas horas de la mañana la materia gris no esta todavia al 100%.
    Por cierto a ver si algun dia sale el tema de como funcionan las quimicas del sueño y por que son tan necesarias, que eso es muy CPI…
    Saludos!!! 😀

  8. #3 – El oxígeno es el más común de los comburentes, pero no el único. El flúor, el ácido perclórico o el peróxido de hidrógeno entre otros también son comburentes.

  9. Grande!

    Aún recuerdo en clase de química, que poniamos un poco de sodio en agua (con algún tipo de colorante) y empezaba a desplazarse a toda velocidad y dejando un rastro por donde pasaba…

    Muy curioso pero inútil!

    Saludos!!!

  10. Sushida puede pertenecer a mi alumnado porque cada año lo hacemos en clase. Echamos unas gotas de fenoftaleína al agua que al contacto con el álcali tiñen el agua de un precioso malva y genera caminos moraditos por allí por donde pasa. Si lo haces en un recipiente grande ves carreras de bolas de Na enloquecidas que van de acá para allá, y a veces chocan y generan una buena bolita incandescente. Otras veces se quedan pegadas en las paredes del recipiente y allí es más que probable que esas bolitas que echan chispas, generen una pequeña explosión sorda. Como el alumnado no tiene fácil eso de encontrar Na puro por ahí, la cosa se queda en eso de «y esto no lo hagáis en casa» y se lo pasan pipa. Eso sí, en general les sabe a poco y en vez de echar pequeñas miguitas quieren que arrojes al agua la barra entera, que por cierto tiene un color gris metalizado precioso y parece una plastilina rara. Ni me quiero imaginar el efecto de una barra de esas en un inodoro de los servicios… cielos!

  11. Bastante flipante 🙂

    A mí me habían contado una vez que, en la universidad complutense de los años 70, cuando cargaban los grises, los estudiantes de química le lanzaban a los caballos bolitas de sodio desde las ventanas de la facultad. Al reaccionarles con el sudor los pobres animales se ponían como locos. Y si llovía, ya ni os cuento ^_^

  12. Hombre, pues inútil, inútil, tampoco… Precisamente esa reacción rápida de los alcalinos con el agua es la que se usa para mantener anhidros determinados reactivos químicos (líquidos y gases), manteniendo sumergido en ellos un alambre de sodio.

  13. Respecto a la catástrofe del Hindenburg, yo tenía entendido que últimamente se había demostrado que el causante principal del tamaño de la catástrofe no fué el hidrógeno, sino la cobertura exterior. Cito de cierta página (http://geneura.ugr.es/~jmerelo/atalaya/print.cgi?id=/historias/7825&nombre=Ciencia+15)después de realizar una búsqueda:

    «En su día se habló de una bomba… pero al margen de atentados, en 1998, la Universidad de California Los Angeles (UCLA), hizo una revisión y sus conclusiones, tras ver las películas y de qué materiales estaba construido en Zeppelin son sorprendentes:

    William D. Van Worts, catedrático emérito de ingenierías química de UCLA y Addison Bain, jefe de proyectos de hidrógeno de NASA, llegaron a la conclusión de que:

    -Las imágenes muestran que el incendió progresaba hacía abajo. El hidrógeno sólo puede hacerlo hacia arriba.

    -El hidrógeno arde con llamas incoloras. El Hindenburg ardió en colores.

    La cobertura exterior del Hinderburg era conductora a propósito, para evitar las descargas estáticas y que las chispas hicieran arder al vehículo. Para hacerla conductora estaba recubierta de: óxido de hierro, acetato de celulosa y polvo de aluminio. Ellos no lo sabían, pero hoy en día una fórmula muy parecida es el combustible de muchos propulsores de cohetes.

    Era una sustancia altamente inflamable.

    El incendio ocurrió cuando el zeppelin trató de engancharse al mástil de anclaje ya en su destino final. Había una tormenta y las cuerdas estaban mojadas. Debido a la tormenta su carcasa estaba cargada eléctricamente, al acercar las cuerdas -mojadas y por tanto conductoras- saltó una chispa entre el mástil y el dirigible que hizo arder la capa externa de protección. La capa exterior que habían dopado para que fuera conductora. Por supuesto esto después se propagó al hidrógeno de dentro. »

    Finalmente decir que los americanos, después de la catástrofe, retiraron el embargo sobre el helio.

  14. Ya había visto el efecto del sodio. En el colegio, alguien se llevó un bote de Na y lo echo en un WC… hubo que cambiarlo. Nunca se supo quien fue el responsable 😀

  15. Hombre, eso de que arden sin oxígeno…

    Para arder lo necesitan, pero son tan reactivos que lo toman del agua tal y como bien has puesto en la reacción.

  16. Me ha encantado el artículo! =D a mi me queda una duda, nuestras baterias de litio (portatiles, mp3s, etc.) no reaccionarian al contacto con el agua, ¿no?, por el mismo motivo que lo de la sal de JohnyFK (cito de la etiqueta detrás de mi ds: Li-ion(NTR-003) ). No estoy seguro de que sea lo mismo, por eso pregunto 😕
    saludos!

  17. Al igual que McLera… ¿Porqué aumenta la Energía de la reacción al aumentar el Peso atómico de los elementos?

  18. Treiral_ dice:
    18 de mayo de 2006 a las 2:21 pm
    […]
    a mi me queda una duda, nuestras baterias de litio (portatiles, mp3s, etc.) no reaccionarian al contacto con el agua, ¿no?, por el mismo motivo que lo de la sal de JohnyFK (cito de la etiqueta detrás de mi ds: Li-ion(NTR-003) ).[…]

    No sé si tendrá que ver, pero Apple (o Mac) tuvo que retirar muchos portátiles porque su batería explotaba. En otros se sobrecalentaba demasiado y podía producir quemaduras.

    Eso mismo ha pasado con otras marcas y aparatos que usaban baterías.

  19. 18 de mayo de 2006 a las 2:21 pm
    […]
    a mi me queda una duda, nuestras baterias de litio (portatiles, mp3s, etc.) no reaccionarian al contacto con el agua, ¿no?, por el mismo motivo que lo de la sal de JohnyFK (cito de la etiqueta detrás de mi ds: Li-ion(NTR-003) ).[…]

    Creo que la respuesta es que el litio en las baterías está ionizado, y como comentaban antes, no reacciona con el agua.
    Que los expertos hablen.

    Un saludo. Au.

  20. bicho dice:
    18 de mayo de 2006 a las 11:39 am
    #3 – El oxígeno es el más común de los comburentes, pero no el único. El flúor, el ácido perclórico o el peróxido de hidrógeno entre otros también son comburentes.

    El Peroxido de hidrógeno??? Eso es el agua oxigenada, aunque la que nos ponemos en las heridas o usamos para desinfectar heridas está al 3%. ¿Seguro que es comburente? Si es así, cualquier día me explota el frasco de las lentillas.

    Nelor

  21. Lo que menos me ha gustado de todo esto es saber que por ahí fuera la gente tiene programas divulgativos de verdad. Aqui creo que solo hemos llegado al show de un tal Beeckman, o algo así.

  22. Jooo!!! En mis 4 cursos de licenciatura en ciencias químicas no he visto aún una cosa de esas, ni siquiera con el Na!!! Menos mal que por lo menos lo habeis puesto aqui, para poder culturizarme un poco más en la materia… Sabía que los alcalinos en agua producen una reacción terriblemente exotérmica, pero una cosa es saberlo y otra… verlo! 😛 Gracias! Me ha encantado!!!

    P.D.: Creo que Vicent tiene razón: las baterías de Li lo que tienen es ión Li, por eso no reacciona con el agua.

  23. Muy interesante. No se si alguno se acuerda del Casón, un barco que quedó embarrancado en la costa coruñesa hace años. Resulta que aquel barco transportaba, entre otras cosas, sodio, y por eso se producían unas explosiones como las que se muestran en el vídeo cada vez que entraban en contacto con el agua.

  24. Mirad por el emule como «brainiac» o sobre todo como «Science Abuse». Hay casi 3 temporadas.

    Para mí este programa es como los Mythbusters… me lo paso pipa (por no decir de PM) y encima aprendes. Qué mas se puede pedir.

    Gracias remo, no consegui ver bien lo de brainiac (estaba en un curso y el monitor es una birria).

    Salu2.

  25. Me ha gustado mucho el video. Me gustaría acotar dos cosas:

    – Las «explosiones» son debidas a la expansión del hidrógeno, que se genera a un ritmo cada vez más rápido, no a su combustión, que ocurre cuando entra en contacto con el oxígeno del aire y no antes.

    – Cuanto mayor número atómico más reactividad, pues se trata de perder el electrón más externo del átomo, y cuanto más pesado el átomo , menor energía es necesaria para arrancar este electrón de cada átomo.

    Muy curioso, pero nada inútil, la verdad.

  26. La reacción se produce porque los metales alcalinos tienen un único electrón en su última capa electrónica. Cuanto menos energía cueste quitar ese electrón, más reactivo será el metal y con más energía desprenderá al reaccionar con el agua.
    El susodicho electrón será más fácil de extraer cuanto más lejos se encuentre del núcleo o, lo que es lo mismo, cuanto mayor sea el átomo.
    Por eso al aumentar la masa atómica, y por tanto el tamaño del átomo, más energía liberada.

  27. Ya antes vi en una pagina experimentos sobre mezclar sodio con agua. Y no solo unos pocos gramos en una bañera, sino una gran cantidad en un lago:

    http://www.theodoregray.com/PeriodicTable/Stories/011.2/index.html

    La página está muy bien y tiene muchas curiosidades sobre todos los elementos que se pueden coleccionar.

    Eso estaba buscando ahora mismo 😉

    El programa lo había visto en alguna cadena extranjera, pero no recuerdo cual :-/ Está muy muy bien y sigue esa línea. Realmente sería una gozada haberlo visto en el colegio 😛

  28. Yo lei una vez que un barco cargado de sodio se hundio frente a las costas del cantabrico…. el tema debio ser… expectacular!

  29. En lo referente al nombre del programa … el chico que hace el papel de presentador aparece en el programa (y muy a menudo) «Top Gear», de la BBC, presentado por Jeremy Clarkson.
    Daos un paseo por YouTube y lo veréis.

  30. Hola a todos!!!

    He descubierto recientemente esta página y me encanta!!!!
    El nombre del programa es Brainiac: Science Abuse, y se emite por la television inglesa. Como dice Superwebon. se puede buscar en el emule, pero en Youtube podeis encontrar videos de experimentos con microondas (microondas+huevos, uvas, latas de judias, tec…), fisica aplicada a la balistica, etc… en la misma linea (destructiva, of course…)

    Yo quiero echar el curriculum en un sitio asi….

  31. esto me ha recordado otro accidente que hubo alla por el año 1987, en la Costa de la Muerte, en el que un buque cargado de, entre otras cosas, sodio metalico, encalló. Al final los bidones de sodio cayeron al mar y volaron literalmente por los aires. Un profesor de quimica mio del instituto, el Sr Negro, gran quimico donde los haya, nos conto que por aquel entonces se hallaba por la zona, y casualmente en su maletero llevaba una buena buena dosis de fenolftaleina, no prengunteis por que, y que realmente se vio tentado de «teñir» las costas gallegas de Rojo.
    nelor, ojála todo lo que ponen en la tele se pareciese a show de beakman!

  32. Que brutos.

    Pero brutos, brutos, lo que se dice brutos. Vámos, BRUTOS con mayúsculas. Osti, ni en Bilbao, pues.

    (la ciencia es divertida 😀 )

  33. No tiene mucho que ver, pero recuerdo que cuando estudiaba BUP tenía un sacapuntas metálico muy ligero, así que supongo que era de magnesio. Lo rascaba para conseguir un pequeño montoncito de viruta y polvo y después le daba fuego con el mechero y ardía como la cabeza de una cerilla. Una vez lo hice en medio de clase con un montón algo más grande y el resultado fue una llama bastante impresionante, si no recuerdo mal de color verde, una marca negra en la mesa y que me echaran de clase.

    Por supuesto, el sacapuntas entero no ardía.

  34. No se si alguien lo ha comentado. Aunque no es lo mismo (no se trata de una reación exotérmica, sino de una emisión de gases), también se pueden hacer bombas caseras (es un decir) con papel de aluminio y salfumán (ácido clorhidrico). Se introduce un culín de salfumán en una botella de cocacola o fanta (con las de agua mineral no funciona porque son muy débiles), se meten posteriormente unas bolitas de papel de aluminio y se cierra la botella. Y se aleja uno, que no es recomendable estar cerca cuando el espectacular aumento de la presión revienta la botella. No se exáctamente cual es la reacción que se produce, pero también es entretenido 😀

  35. nadie te dice que no pongas algo en otro idioma, pero pon lo que significa, porque esta página es en castellano y no todos conocemos el resto de los idiomas.

    «Kimika zirraragarria izan daiteke? :: May :: 2006 dice:

    19 de mayo de 2006 a las 2:30 pm

    […] Interneta arakatzen Curioso Pero Inútil orrialdean elementu kimiko batzuei buruzko bideo inetersgarri bat ikusteko aukera izan dut. Bertan Sodioa, Rubidioa eta Cesioa uretan sartzerakoan gertatzen dena agertzen da. Bideoa ingeleraz dago baina pena merezi du. Don´t try this at home. Comments » […] «

  36. Silvano, ¿qué es lo que no entiendes?.

    Brainiac: Science Abuse?

    He estado viendo alguno del Sky One (ya lo localicé) y es muy estilo Cazadores de Mitos (Mythbusters).

    Por cierto hay un experimento q ya vi en cazadores de mitos donde decian si era posible dar una vuelta entera (360º) en un columpio.

    Para ver q fuerza hacía falta tuvieron q usar cohetes. Lo cual significa, contratar un pirotécnico, comprar polvora, llamar a los bomberos (suelen estar por si aca), blah blah… Se volvieron locos para hacer el invento.

    Los ingleses, usaron un coche. Le dieron un empujon fuerte desde atrás al dummy (el muñeco de pruebas) y listo. Barato, sencillo, limpio, seguro…

  37. Silvano, es un trackback, no un comentario, de un blog escrito en vascuence. Si hubiera sido un comentario, yo también le habría pedido una traducción, para enterarnos todos, pero siendo un trackback es normal que salga en el idioma en que está escrita la entrada en que nos citó.

  38. Pingback: ciudadastur.es
  39. Por favor, si que le hace falta el dinero a este hombre. (su nombre es Richard Hammond, co-presentador de Top Gear, como bien apuntan por ahi arriba).

    Pero si ya compro su Dodge Charger hace tiempo…

    Para quien no lo conozca mucho, recordar que ha presentado premios del tipo:

    «Premios para los mejores organizadores de premios»

    «Premios para los mejores Parkings de Inglaterra»

  40. # 25
    El Peroxido de hidrógeno??? Eso es el agua oxigenada, aunque la que nos ponemos en las heridas o usamos para desinfectar heridas está al 3%. ¿Seguro que es comburente?

    Es muy corburente, tanto k se usa para los cohetes( como el O2 i el H2)

  41. El potencial de ionización es la energía que es necesaria suministrale a un átomo para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un ion positivo o catión.
    Por una parte será tanto mayor cuanto más atraído esté el electrón que se pierde por el núcleo atómico.
    esto lo hace muy inestable por lo que reacciona fuertemente con el agua, ya que eloxigeno es muy electronegativo. es por eso que arde y tiene una gran afinidad sobre el atomo de sodio. La afinidad electrónica se define como la energía que liberará un átomo, en estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión.

  42. Me recuerda lo que le pasó a un profesor de física en el laboratorio enseñándonos lo que pasa al echar sodio en el agua.

    Resulta que le gusta chupar las tizas y por esa costumbre se chupé los dedos ANTES de tomar un trozo de sodio. Os podeis imaginar que se quemó.

    «El sapo» era todo un personaje.

  43. Me autocontesto: He buscado por ahí y las petazetas no tienen nada que ver con el sodio, como yo esperaba, sino con el C02

  44. inmediatamente despues de que el profe explotar un pequeño trocito de sodio en agua.nos miramos a los ojos…la mitad de la clase lo entretuvo mientras los demas robabamos las tabletas de sodio del armario rompiendolas con los bolis bic…menudos animales de instituto eramos.tuvimos una bonita semana de experimentos callejeros.

    POR CIERTO el sodio cuando explota estalla con inumerables trocitos incandencentes quemaropas…y estos no aparecen en el video ,asi que estoy con los que dicen que el video es simulado.

  45. Con respecto a la pregunta sobre porqué se hacen baterias de Litio siendo un alcalino esto es debido a que aunque su potencial normal en reacciones redox sea casi el mismo que el cesio, el litio se pasiva rápidamente con el agua formando una capa de LiOH sobre el litio, lo que impide que se produzca la reacción exotérmica, pero si la bateria alcanza una temperatura muy alta, la capa se elimina produciendo una explosión. En cuanto a la razón de porqué el Litio tiene tanto potencial como el Cesio es debido a que sólo contiene 3 electrones cada átomo, pero al introducir la nueve capa 2s después de haberse llenado la 1s hace que haya una gran separación entre capa y capa y permite que el electrón lo pierda más fácilmente para producir el ión positivo, y la caída brusca de potencial en el Sodio es debido a la misma causa, al haberse llenado los orbitales 2s y 2p, y empezar a llenarse la capa 3s, al ser la capa 3s más penetrante que la 2p le resulta más difícil soltar el átomo, por lo que el potencial disminuye.
    Espero que un estudiante de 2º año de quimica os haya aclarado vuestras dudas 😉

  46. Bien… gracias… lo tendré en mente en mis proximas aventuras. Muy interesante, que bueno que hay video, de lo contrario haría la prueba yo… sin la seguridad adecuada.. 😛

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