Este artículo analiza el amoníaco, el sodio, el potasio, el calcio y el litio, y sus compuestos. Con la excepción del amoníaco, estos son los metales alcalinos y alcalinotérreos más comunes.

Usos

Amoníaco es una fuente importante de varios compuestos que contienen nitrógeno. Se utiliza una enorme cantidad de amoníaco en la producción de sulfato de amonio y nitrato de amonio, que se utilizan como fertilizantes. El amoníaco se utiliza además para la oxidación en ácido nítrico, para la producción de urea y sosa sintéticas, y para la preparación de soluciones acuosas utilizadas en las industrias química y farmacéutica. Se emplea en la industria de explosivos, en medicina y en agricultura. En refrigeración, el amoníaco se utiliza para bajar las temperaturas por debajo del punto de congelación y para la fabricación de hielo sintético.

Hidróxido de amonio se emplea en las industrias textil, del caucho, farmacéutica, cerámica, fotografía, detergentes y alimentaria. También se utiliza para extraer metales como cobre, níquel y molibdeno de sus minerales. El hidróxido de amonio es útil para eliminar manchas y decoloraciones. Es un agente de limpieza doméstico, así como un solvente para la caseína en la industria de la pulpa y el papel. Fosfato de diamonio se utiliza para la protección contra incendios de textiles, papel y productos de madera. Se encuentra en fertilizantes y en fundentes para soldar metales. Cloruro amónico se utiliza como fundente para recubrir láminas de hierro con zinc, en explosivos de seguridad, medicamentos y en cemento para tuberías de hierro. Además, se utiliza en estañado, teñido, galvanoplastia y curtido.

Calcio es el quinto elemento más abundante y el tercer metal más abundante; está muy extendida en la naturaleza como carbonato de calcio (piedra caliza y mármol), sulfato de calcio (yeso), fluoruro de calcio (espato flúor) y fosfato de calcio (apatito). Los minerales de calcio se extraen o extraen; el calcio metálico se obtiene por electrólisis de cloruro o fluoruro de calcio fundido. El calcio metálico se utiliza en la producción de uranio y torio y en la industria electrónica. Sirve como desoxidante para cobre, berilio y acero, y como endurecedor para cojinetes de plomo. Además, el calcio es un catalizador industrial para las fibras de poliéster.

Cloruro de calcio se obtiene como producto de desecho en el proceso amoníaco-sosa de Solvay. Se utiliza como descongelante de pavimentos, refrigerante y como agente secante en sistemas de aire acondicionado. El cloruro de calcio se utiliza en la producción de cloruro de bario, calcio metálico y varios colorantes. También se utiliza para evitar la formación de polvo durante la construcción de carreteras, para acelerar los tiempos de curado del hormigón y para inhibir la combustión espontánea del carbón en las minas de carbón. Nitrato de calcio se utiliza en la agricultura como fertilizante y en la fabricación de fósforos como agente oxidante. También se encuentra en las industrias de explosivos y pirotecnia. El sulfito de calcio se utiliza como agente reductor en la producción de celulosa. Carburo de calcio se utiliza para la producción industrial de acetileno y en la fabricación de cianamida cálcica. Se emplea en la industria pirotécnica y en generadores de acetileno para lámparas de acetileno. El carburo de calcio también se usa para soldadura y corte con oxiacetileno.

Limón es un término general para los productos de caliza calcinada, por ejemplo, óxido de calcio y hidróxido de calcio. Óxido de calcio se utiliza como material refractario, como fundente en la fabricación de acero, aglutinante en la industria de la construcción y como materia prima para el polvo blanqueador de cal clorada. Se emplea en las industrias de pulpa y papel, refinación de azúcar, agricultura y curtido de pieles. Hidróxido de calcio se utiliza en edificación e ingeniería civil para morteros, yesos y cementos. Se utiliza para el tratamiento de suelos, depilación de pieles e ignifugación. El hidróxido de calcio también encuentra uso en lubricantes y en la industria de la pulpa y el papel.

Litio se utiliza como “captador” en tubos de vacío, constituyente de soldaduras y aleaciones de soldadura fuerte, refrigerante o intercambiador de calor en reactores y como catalizador en la fabricación de caucho sintético y lubricantes. Encuentra uso en la fabricación de catalizadores para plásticos de poliolefina y en las industrias del metal y la cerámica. El litio también se utiliza en vidrios especiales y en combustibles para aviones y misiles. Cloruro de litio se utiliza en la fabricación de aguas minerales y para la soldadura de aluminio. Se emplea en la industria pirotécnica y en medicina como antidepresivo. Carbonato de litio se utiliza en la producción de esmaltes sobre cerámica y porcelana eléctrica y para el recubrimiento de electrodos de soldadura por arco. Se encuentra en pinturas, barnices y tintes luminiscentes. El carbonato de litio también se usa en medicina como fármaco estabilizador del estado de ánimo y antidepresivo. El hidruro de litio es una fuente de hidrógeno y un material de protección nuclear.

Potasio se utiliza en la síntesis de compuestos inorgánicos de potasio. Se encuentra en la agricultura como componente de fertilizantes. El potasio también se emplea en aleaciones de sodio y potasio para la transferencia de calor en sistemas de reactores nucleares y en termómetros de lectura alta.

Hidróxido de potasio se utiliza para la fabricación de jabón líquido, para absorber dióxido de carbono, mercerizar algodón y para la producción de otros compuestos de potasio. Encuentra uso en galvanoplastia, en litografía y como mordiente para madera. El hidróxido de potasio también se usa en removedores de pinturas y barnices y en tintas de impresión.

Otros compuestos de potasio incluyen bromato de potasio, clorato de potasio, nitrato de potasio, perclorato de potasio y permanganato de potasio. Se utilizan en la industria pirotécnica, alimentaria y de explosivos, y sirven como agentes oxidantes. El clorato de potasio es un componente de las puntas de los fósforos, un agente blanqueador y un agente colorante para pieles, algodón y lana. También se utiliza en las industrias de colorantes y pulpa y papel. El clorato de potasio se utiliza en la fabricación de explosivos, fósforos, pirotecnia y tintes.

El bromato de potasio es un acondicionador de masa, un aditivo alimentario, un agente oxidante y un compuesto de ondulación permanente. El nitrato de potasio se utiliza en fuegos artificiales, fundentes, pólvora y en las industrias del vidrio, fósforos, tabaco y cerámica. También se utiliza para encurtir carnes y para impregnar mechas de velas. El nitrato de potasio actúa como fertilizante en la agricultura y como oxidante en los propulsores sólidos de cohetes. El perclorato de potasio se utiliza en las industrias de explosivos, pirotecnia y fotografía. Sirve como agente inflador en bolsas de aire de seguridad para automóviles. El permanganato de potasio se utiliza como agente oxidante, desinfectante y agente blanqueador en las industrias del cuero, del metal y textil. También se emplea en la limpieza, separación y purificación de metales en la minería. Además, el permanganato de potasio es un agente curtiente en la industria del cuero.

Sodio (sal) se utiliza en la fabricación de compuestos de sodio y en síntesis orgánicas. Sirve como agente reductor de metales y como refrigerante en reactores nucleares. El sodio también se encuentra en las lámparas de sodio y en los cables de energía eléctrica. Clorato de sodio es un agente oxidante en la industria de los colorantes y un agente oxidante y blanqueador en la industria de la pulpa y el papel. Se utiliza para teñir y estampar telas, curtir y terminar el cuero y procesar uranio. También se emplea como herbicida y como oxidante de combustible para cohetes. El clorato de sodio encuentra usos adicionales en las industrias farmacéutica, de fósforos y de explosivos.

Hidróxido de sodio se utiliza en las industrias del rayón, algodón mercerizado, jabones, papel, explosivos, colorantes y productos químicos. También se utiliza en limpieza de metales, extracción electrolítica de zinc, estañado, lavado y blanqueo. Fosfato trisódico encuentra uso en reveladores fotográficos, en mezclas de detergentes y en la industria del papel. Se utiliza para clarificar azúcar, eliminar incrustaciones de calderas, ablandar agua, lavar y curtir cuero. El fosfato trisódico también es un agente de tratamiento del agua y un emulsionante en el queso procesado. Fosfato de disodio se utiliza en fertilizantes, productos farmacéuticos, cerámica y detergentes. Se utiliza para pesar seda, teñir y estampar en la industria textil y para ignifugar madera y papel. El fosfato disódico también es un aditivo alimentario y un agente de bronceado. Hipoclorito de sodio es un agente blanqueador doméstico y de lavandería, y un agente blanqueador en las industrias del papel, pulpa y textil. Se emplea como desinfectante de vidrio, cerámica y agua, así como higienizante de piscinas. Cloruro de sodio se utiliza para trabajar metales, curar pieles, descongelar carreteras y conservar alimentos. También encuentra uso en las industrias de la fotografía, química, cerámica y jabón, y en reactores nucleares.

Las sales del ácido carbónico (H₂CO₃), o carbonatos, están muy extendidos en la naturaleza como minerales. Se utilizan en la industria de la construcción, vidrio, cerámica, agricultura y química. Bicarbonato de amonio se utiliza en las industrias del plástico, cerámica, colorantes y textil. Encuentra uso como agente de soplado para caucho de espuma y como agente de fermentación en la producción de productos horneados. El bicarbonato de amonio también se usa en fertilizantes y en extintores de incendios. Carbonato de calcio se utiliza principalmente como pigmento y se emplea en las industrias de la pintura, el caucho, los plásticos, el papel, los cosméticos, las cerillas y los lápices. El carbonato de calcio también encuentra uso en la fabricación de cemento Portland, alimentos, pulimentos, cerámica, tintas e insecticidas. Carbonato de sodio es ampliamente utilizado en la fabricación de vidrio, soda cáustica, bicarbonato de sodio, aluminio, detergentes, sales y pinturas. Se utiliza para la desulfuración de arrabio y para la purificación de petróleo. Bicarbonato de sodio se utiliza en las industrias de confitería, farmacéutica, bebidas no alcohólicas, cuero y caucho, y para la fabricación de extintores y aguas minerales. Carbonato de potasio es ampliamente utilizado en fertilizantes potásicos y en la industria textil para teñir lana. También encuentra uso en las industrias del vidrio, del jabón y farmacéutica.

Álcalis

Los álcalis son sustancias cáusticas que se disuelven en agua para formar una solución con un pH sustancialmente superior a 7. Estos incluyen amoníaco; hidróxido de amonio; hidróxido y óxido de calcio; potasio; hidróxido y carbonato de potasio; sodio; carbonato, hidróxido, peróxido y silicatos de sodio; y fosfato trisódico.

Riesgos para la salud

En general, los álcalis, ya sea en forma sólida o en solución líquida concentrada, son más destructivos para los tejidos que la mayoría de los ácidos. Los polvos, neblinas y aerosoles cáusticos libres pueden causar irritación de los ojos y las vías respiratorias, y lesiones del tabique nasal. Los álcalis fuertes se combinan con los tejidos para formar albuminatos y con grasas naturales para formar jabones. Gelatinan el tejido para formar compuestos solubles que pueden resultar en una destrucción profunda y dolorosa. El potasio y el hidróxido de sodio son los materiales más activos de este grupo. Incluso las soluciones diluidas de los álcalis más fuertes tienden a suavizar la epidermis y emulsionar o disolver las grasas de la piel. Las primeras exposiciones a atmósferas ligeramente contaminadas con álcalis pueden ser irritantes, pero esta irritación pronto se vuelve menos notoria. Los trabajadores a menudo trabajan en tales atmósferas sin mostrar ningún efecto, mientras que esta exposición causará tos y dolor de garganta e irritación nasal en personas no acostumbradas. El mayor peligro asociado con estos materiales es la salpicadura o salpicadura de partículas o soluciones de los álcalis más fuertes en los ojos.

Hidróxido de potasio e hidróxido de sodio. Estos compuestos son muy peligrosos para los ojos, tanto en forma líquida como sólida. Como álcalis fuertes, destruyen los tejidos y causan quemaduras químicas graves. La inhalación de polvos o neblinas de estos materiales puede causar lesiones graves en todo el tracto respiratorio y la ingestión puede dañar gravemente el sistema digestivo. Aunque no son inflamables y no favorecen la combustión, se desprende mucho calor cuando el material sólido se disuelve en agua. Por lo tanto, se debe usar agua fría para este propósito; de lo contrario, la solución puede hervir y salpicar líquido corrosivo en un área amplia.

Carbonatos y bicarbonatos. Los principales carbonatos son: carbonato de calcio (CaCO₃), magnesita (MgCO₃), carbonato de sodio (NaCO₃), bicarbonato de sodio (NaHCO₃) y potasa (K₂CO₃). Los carbonatos normales (con el anión CO₃) y el ácido o bicarbonatos (con el anión HCO₃) son los compuestos más importantes. Todos los bicarbonatos son solubles en agua; de los carbonatos normales sólo son solubles las sales de metales alcalinos. Los carbonatos anhidros se descomponen cuando se calientan antes de alcanzar el punto de fusión. Las soluciones de carbonato dan lugar a reacciones alcalinas debido a la considerable hidrólisis involucrada. Los bicarbonatos se convierten en carbonatos normales por calentamiento:

2NaHCO₃ Na =₂CO₃ + H₂O + CO₂

Los carbonatos normales se descomponen con ácidos fuertes (H₂SO₄, HCl) y liberar CO₂.

Los carbonatos de sodio se presentan en las siguientes formas: ceniza de sosa: carbonato de sodio anhidro (Na₂CO₃); Soda cristalizada: bicarbonato de sodio (NaHCO₃); y carbonato de sodio decahidratado (Na₂CO₃·10 horas₂O).

Los carbonatos alcalinos pueden causar una irritación nociva de la piel, las conjuntivas y las vías respiratorias superiores durante diversas operaciones industriales (manipulación y almacenamiento, procesamiento). Los trabajadores que cargan y descargan carbonatos en bolsas pueden presentar porciones de piel necrótica del tamaño de una cereza en sus brazos y hombros. A veces se observan picaduras ulceradas bastante profundas después de que se hayan caído las costras de color marrón oscuro. El contacto prolongado con soluciones de soda puede causar eczema, dermatitis y ulceración.

Calcio y compuestos. El calcio es un componente esencial bien conocido del cuerpo humano, y su metabolismo, solo o en asociación con el fósforo, ha sido ampliamente estudiado con especial referencia al sistema musculoesquelético y las membranas celulares. Varias condiciones pueden provocar pérdidas de calcio, como inmovilización, trastornos gastrointestinales, baja temperatura, ingravidez en vuelos espaciales, etc. La absorción de calcio del ambiente de trabajo por inhalación de polvo de compuestos de calcio no aumenta significativamente la ingesta diaria de calcio de vegetales y otros alimentos (generalmente 0.5 g). Por otro lado, el calcio metálico tiene propiedades alcalinas y reacciona con la humedad, causando quemaduras en los ojos y la piel. Expuesto al aire puede presentar un riesgo de explosión.

Carburo de calcio. El carburo de calcio ejerce un efecto irritante pronunciado debido a la formación de hidróxido de calcio al reaccionar con el aire húmedo o el sudor. El carburo seco en contacto con la piel puede causar dermatitis. El contacto con la piel húmeda y las membranas mucosas provoca ulceración y cicatrización. El carburo de calcio es particularmente peligroso para los ojos. A menudo se observa un tipo peculiar de melanodermia con fuerte hiperpigmentación y numerosas telangiectasias. Las quemaduras causadas por carburo de calcio caliente son comunes. Los tejidos generalmente se dañan en profundidades de 1 a 5 mm; las quemaduras evolucionan muy lentamente, son difíciles de tratar y, a menudo, requieren extirpación. Los trabajadores lesionados pueden reanudar el trabajo solo después de que la superficie de la piel quemada esté completamente cicatrizada. Las personas expuestas al carburo de calcio sufren frecuentemente de queilitis caracterizada por sequedad, hinchazón e hiperemia de los labios, descamación intensa y profundas fisuras radiales; En los ángulos de la boca se pueden observar lesiones erosivas con tendencia a la supuración. Los trabajadores con una larga trayectoria profesional a menudo sufren lesiones en las uñas, es decir, oniquia y paroniquia ocupacional. También se observan lesiones oculares con hiperemia pronunciada de los párpados y la conjuntiva, a menudo acompañadas de secreciones mucopurulentas. En casos pesados, la sensibilidad de la conjuntiva y la córnea se reduce fuertemente. Si bien la queratitis y la queratoconjuntivitis evolucionan primero sin síntomas, luego pueden degenerar en opacidades corneales.

En la producción de carburo de calcio, las impurezas pueden generar peligros adicionales. El carburo de calcio contaminado con fosfato de calcio o arseniato de calcio puede, cuando se humedece, desprender fosfina o arsina, ambas extremadamente tóxicas. El carburo de calcio en sí mismo, cuando se expone al aire húmedo, emite acetileno, que es un anestésico y asfixiante moderado, y un riesgo considerable de incendio y explosión.

Cloruro de calcio tiene una potente acción irritante sobre la piel y las mucosas, y se han notificado casos, entre trabajadores que envasan cloruro cálcico seco, de irritación acompañada de eritema y descamación de la piel de la cara, lagrimeo, secreción ocular, sensación de quemazón y dolor en las fosas nasales, hemorragia nasal ocasional y cosquilleo en la garganta. También se han notificado casos de perforación del tabique nasal.

Nitrato de calcio Tiene una acción irritante y cauterizante sobre la piel y las mucosas. Es un poderoso agente oxidante y presenta un peligroso riesgo de incendio y explosión.

Sulfito de calcio. No parece que se hayan notificado casos de intoxicación ocupacional por sulfito de calcio. La ingestión accidental de unos pocos gramos puede producir vómitos repetidos, diarrea violenta, trastornos circulatorios y metahemoglobinemia.

Amoníaco

El amoníaco está presente en pequeñas cantidades en el aire, el agua, la tierra y particularmente en la materia orgánica en descomposición. Es el producto del metabolismo normal humano, animal y vegetal. El esfuerzo muscular y la excitación del sistema nervioso dan como resultado la formación de una mayor cantidad de amoniaco, cuya acumulación en los tejidos daría lugar a una intoxicación. La formación endógena de amoníaco aumenta también en el curso de muchas enfermedades. A través de procesos vitales se combina y excreta del organismo, principalmente a través de la orina y el sudor, en forma de sulfato de amonio y urea. El amoníaco también tiene una importancia primordial en el metabolismo del nitrógeno de las plantas.

El amoníaco es ligeramente reactivo, experimenta fácilmente oxidación, sustitución (de átomos de hidrógeno) y reacciones adicionales. Se quema en aire o en hidrógeno para formar nitrógeno. Un ejemplo de sustitución sería la formación de amidas de metales alcalinos y alcalinotérreos. Como resultado de la adición, forma amoníacos (p. ej., CaCl₂·8NH₃, AgCl₃NH₃) y otros compuestos. Cuando el amoníaco se disuelve en agua, forma hidróxido de amonio (NH₄OH), que es una base débil y se disocia de la siguiente manera:

NH₄OH → NH₄⁺ + OH^-

El radical NH₄⁺ no existe en forma libre ya que se descompone en amoníaco e hidrógeno cuando se intenta aislarlo.

El envenenamiento por amoníaco puede ocurrir en la producción de amoníaco y en la fabricación de ácido nítrico, nitrato y sulfato de amonio, fertilizantes líquidos (amoníacos), urea y sosa, en refrigeración, fábricas de hielo sintético, fábricas de estampado de algodón, teñido de fibras, procesos de galvanoplastia, síntesis, tratamiento térmico de metales (nitruración), laboratorios químicos y en una serie de otros procesos. Se forma y se emite al aire durante el procesamiento del guano, en la depuración de desechos, en las azucareras y curtidurías, y está presente en el acetileno no purificado.

La intoxicación industrial suele ser aguda, mientras que la intoxicación crónica, aunque posible, es menos frecuente. El efecto irritante del amoníaco se siente especialmente en las vías respiratorias superiores, y en grandes concentraciones afecta el sistema nervioso central, provocando espasmos. La irritación de las vías respiratorias superiores se produce a concentraciones superiores a 100 mg/m³, mientras que la concentración máxima tolerable en 1 hora está entre 210 y 350 mg/m³. Las salpicaduras de agua amoniacal en los ojos son particularmente peligrosas. La rápida penetración del amoníaco en el tejido ocular puede provocar la perforación de la córnea e incluso la muerte del globo ocular. Existen riesgos particulares para la salud en cada sección de una planta de amoníaco. En las secciones donde se genera el gas, convertido (oxidación de CO a CO₂), comprimido y purificado, el principal problema es la emisión de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Cantidades considerables de amoníaco pueden escapar durante su síntesis. El amoníaco que escapa a la atmósfera puede alcanzar límites explosivos.

Cloratos y percloratos

Los cloratos y percloratos son las sales del ácido clórico (HClO₃) y ácido perclórico (HClO₄ ). Son fuertes defensores de la combustión, y su principal peligro está asociado con esta propiedad. Las sales de potasio y sodio son típicas del grupo y son las más utilizadas en la industria.

Riesgos de incendio y explosión. Los cloratos son poderosos agentes oxidantes, y los principales peligros son los de incendio y explosión. No son explosivos en sí mismos pero forman mezclas inflamables o explosivas con materia orgánica, azufre, sulfuros, metales en polvo y compuestos de amonio. La tela, el cuero, la madera y el papel son extremadamente inflamables cuando se impregnan con estos cloratos.

Los percloratos también son agentes oxidantes muy fuertes. Las sales de metales pesados ​​del ácido perclórico son explosivas.

Riesgos para la salud. Los cloratos son nocivos si se absorben por ingestión o por inhalación del polvo, lo que puede provocar dolor de garganta, tos, metahemoglobinemia con piel azulada, mareos y desmayos y anemia. En caso de una gran absorción de clorato de sodio, se observará un aumento del contenido de sodio en el suero.

Los percloratos pueden entrar al cuerpo ya sea por inhalación como polvo o por ingestión. Son irritantes para la piel, los ojos y las mucosas. Causan anemia hemolítica con metahemoglobinemia, cuerpos de Heinz en los glóbulos rojos y lesiones hepáticas y renales.

tablas de materiales alcalinos

Tabla 1 - Información química.

Tabla 2 - Riesgos para la salud.

Tabla 3 - Riesgos físicos y químicos.

Tabla 4 - Propiedades físicas y químicas.

Atrás