11.8: Serie de actividades

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 70366

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Explosión de sodio (izquierda) y copa campamento y tumblr (derecha). — Figura\(\PageIndex{1}\): Copiar y Pegar Leyenda aquí. (Crédito: Sodio: Usuario: Ajhalls/Wikimedia Commons; Plata: Usuario:Daderot/Wikimedia Commons; Fuente: Sodio: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Large_Sodium_Explosion.jpg(opens en nueva ventana); Plata: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Camp_cup_and_tumbler,_1795-1800,_Paul_Revere_ silver_collection, _Worcester_Art_Museum_-_IMG_7624.JPG (opens in new window); Licencia: Dominio público)

¿Cuál es la diferencia entre las dos imágenes de arriba?

Vemos arriba dos metales que pueden estar expuestos al agua. El cuadro de la izquierda es de sodio, lo que da una reacción violenta cuando entra en contacto con el agua. El cuadro de la derecha es de plata, un metal tan poco reactivo con el agua que se puede convertir en recipientes para beber. Ambos metales tienen un solo electrón s en su capa exterior, por lo que se predecirían reactividades similares. No obstante, tenemos una mejor herramienta que nos permite hacer una mejor predicción sobre lo que va a reaccionar con qué.

La serie de actividades

Las reacciones de reemplazo único solo ocurren cuando el elemento que está haciendo el reemplazo es más reactivo que el elemento que se está reemplazando. Por lo tanto, es útil tener una lista de elementos en orden de sus reactividades relativas. La serie de actividades es una lista de elementos en orden decreciente de reactividad. Dado que los metales reemplazan a otros metales, mientras que los no metales reemplazan a otros no metales, cada uno tiene una serie de actividad separada. La siguiente tabla es una serie de actividades de los metales más comunes, y de los halógenos.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Serie de actividades
Actividad de Metales		Actividad de los halógenos
Elementos	Reacción que ocurre	Elementos
\(\ce{Li}\) \(\ce{K}\) \(\ce{Ba}\) \(\ce{Sr}\) \(\ce{Ca}\) \(\ce{Na}\)	Reacciona con agua fría, reemplazando el hidrógeno.	\(\ce{F_2}\) \(\ce{Cl_2}\) \(\ce{Br_2}\) \(\ce{I_2}\)
\(\ce{Mg}\) \(\ce{Al}\) \(\ce{Zn}\) \(\ce{Cr}\) \(\ce{Fe}\) \(\ce{Cd}\)	Reaccionan con vapor, pero no con agua fría, reemplazando el hidrógeno.
\(\ce{Co}\) \(\ce{Ni}\) \(\ce{Sn}\) \(\ce{Pb}\)	No reaccione con agua. Reaccionan con ácidos, reemplazando el hidrógeno.
\(\ce{H_2}\)
\(\ce{Cu}\) \(\ce{Hg}\) \(\ce{Ag}\) \(\ce{Pt}\) \(\ce{Au}\)	No reactivo con agua o ácidos.

Para una reacción de reemplazo único, un elemento dado es capaz de reemplazar a un elemento que está por debajo de él en la serie de actividades. Esto se puede utilizar para predecir si ocurrirá una reacción. Supongamos que pequeños trozos del níquel metálico se colocaron en dos soluciones acuosas separadas: una de nitrato de hierro (III) y otra de nitrato de plomo (II). Al observar la serie de actividades, vemos que el níquel está por debajo del hierro, pero por encima del plomo. Por lo tanto, el metal níquel será capaz de reemplazar el plomo en una reacción, pero no será capaz de sustituir al hierro.

\[\ce{Ni} \left( s \right) + \ce{Pb(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Ni(NO_3)_2} \left( aq \right) + \ce{Pb} \left( s \right)\nonumber \]

\[\ce{Ni} \left( s \right) + \ce{Fe(NO_3)_3} \left( aq \right) \rightarrow \text{NR (no reaction)}\nonumber \]

En las descripciones que acompañan a la serie de actividad de los metales, un metal dado también es capaz de sufrir las reacciones que se describen a continuación de esa sección. Por ejemplo, el litio reaccionará con agua fría, reemplazando al hidrógeno. También reaccionará con vapor y con ácidos, ya que eso requiere un menor grado de reactividad.

Ejemplo\(\PageIndex{1}\): Single-Replacement Reactions

Utilice la serie de actividades para predecir si ocurrirán las siguientes reacciones. Si no, escribe\(\text{NR}\). Si la reacción ocurre, escriba los productos de la reacción y equilibre la ecuación.

\(\ce{Al} \left( s \right) + \ce{Zn(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow\)
\(\ce{Ag} \left( s \right) + \ce{HCl} \left( aq \right) \rightarrow\)

Solución

Paso 1: Planear el problema.

Para A, compare las colocaciones de aluminio y zinc en la serie de actividades. Para B, compare las colocaciones de plata e hidrógeno.

Paso 2: Resolver.

Dado que el aluminio está por encima del zinc, es capaz de reemplazarlo y se producirá una reacción. Los productos de la reacción serán nitrato de aluminio acuoso y zinc sólido. Tenga cuidado de escribir las fórmulas correctas para los productos antes de equilibrar la ecuación. El aluminio adopta una\(+3\) carga en un compuesto iónico, por lo que la fórmula para el nitrato de aluminio es\(\ce{Al(NO_3)_3}\). La ecuación equilibrada es:

\[2 \ce{Al} \left( s \right) + 3 \ce{Zn(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow 2 \ce{Al(NO_3)_3} \left( aq \right) + 3 \ce{Zn} \left( s \right)\nonumber \]

Dado que la plata está por debajo del hidrógeno, no es capaz de reemplazar el hidrógeno en una reacción con un ácido.

\[\ce{Ag} \left( s \right) + \ce{HCl} \left( aq \right) \rightarrow \text{NR}\nonumber \]

Resumen

Los metales y halógenos se clasifican de acuerdo a su capacidad para desplazar otros metales o halógenos por debajo de ellos en la serie.

Revisar

¿Qué nos dice la serie de actividades?
¿Puede un metal sufrir alguna de las reacciones enumeradas a continuación en la serie?
Enumerar dos metales que el cobalto desplazará y dos que lo desplazarán.