ACH 03 ALKALICKÉ KOVY Katedra chemie FP TUL www.kch.tul.cz
ALKALICKÉ KOVY s 1 Li I II III IV V VI VII VIII I II III IV V VI VII VIII 1 H n s n p He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg (n-1) d Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Lr Rf Ha Na K Rb Cs La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Fr Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
ALKALICKÉ KOVY Cs Fr
ALKALICKÉ KOVY s 1 kovy
počet známých prvků Historie 120 100 80 60 40 20 Alkali arab. Al-qili = popel ze slanobýlu 1939: Perey 277 Ac 223 Fr + a 1860-61: Bunsen, Kirchhof Rb, Cs spektrální analýzou 1807: Davy K, Na elektrolýzou potaše a sody 0 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 rok objevu H. Davy Li řec. lithos = kámen Na soda, natron (nitron) K potash, kalium Rb lat. rubidus = červený Cs lat. caesius = 1817: Arfwedson Li - kvalitativní analýza petalitu, 1818: Davy čisté Li
Struktura a vlastnosti
tepelná vodivost [W/m.K] elektrická vodivost [S.m 1 ]x10 7 Vlastnosti alkalických kovů 3 2,5 2 1,5 1 Tepelná vodivost alkalických kovů 150 0,5 0 Li Na K Rb Cs kovy 100 50 Elektrická vodivost alkalických kovů 0 Li Na K Rb Cs kovy
Výskyt souhrn Li železnato-hořečnaté minerály (nahrazuje Mg, LiAlSi 2 O 6 spodumen) www.mindat.org
Na Výskyt souhrn NaCl (halit), Na 2 CO 3.NaHCO 3.2H 2 O (trona), NaNO 3 (ledek), Na 2 B 4 O 7.10 H 2 O (borax), kernit, Na 2 SO 4 (mirabilit) www.mindat.org
Výskyt souhrn K - KCl (sylvín) KMgCl 3.6H 2 O (karnalit), K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 (langbeinit)
Rb, Cs - doprovází Li, Cs 4 Al 4 Si 9 O 26 (polucit) Výskyt souhrn www.mindat.org
Výroba přehled Li elektrolýza taveniny LiCl / KCl (55:45) www,webelements.com
Výroba přehled Na elektrolýza taveniny NaCl / CaCl 2 (40:60) www.webelements.com
Výroba přehled K KCl + Na K + NaCl (580 C) www.webelements.com
Výroba přehled Rb, Cs RbCl, CsCl + Ca Rb, Cs + CaCl 2 www.webelements.com
Reaktivita + H 2 H, + NH 3 NH 2, + ROH RO, + O 2 oxidy, peroxidy, hyperoxidy, + X 2 X, + H 2 O OH + H 2 (bouřlivá reakce) Li mísitelné jen s Na, ostatní dvojice mísitelné
Reaktivita Na, K, Rb reagují s fullereny za vzniku supravodivých materiálů diagonální podobnosti: Li Mg, Na Ca
Roztoky v kapalném NH 3 Alkalické kovy a Ca, Sr, Ba tvoří s NH 3 (l) metastabilní roztoky jasně modrá barva vodivost o řád vyšší než u vodných roztoků solí paramagnetické M am M + am (M 2+ ) + e - am 2 M + am + 2 e - am (M + am ) 2 (e - am) 2 vyšší koncentrace - párování snížení vodivosti, pokles paramagnetismu, změna barvy na bronzovou
Vazebné možnosti Oxidační číslo jedině + Prakticky jen iontová vazba, sloučeniny lithia díky malému kationtu jsou nejméně iontové
Hydridy NaH krystalická látka, prudce reaktivní, vzniká přímou syntézou, výchozí látka pro přípravu komplexních hydridů www.webelements.com
Oxidy, peroxidy, hyperoxidy Li + O 2 Li 2 O (Li 2 O 2 ) Na 2 O 2 + 2 Na 2 Na 2 O Li 2 O 2 Li 2 O + 1/2O 2 LiCO 3 Li 2 O + CO 2 Na + O 2 Na 2 O 2 www.webelements.com
Oxidy, peroxidy, hyperoxidy Li + O 2 Li 2 O 2 http://www.ccp14.ac.uk/ccp/webmirrors/crystalimpact/diamond/gallery.htm
www,webelements.com Oxidy, peroxidy, hyperoxidy K, (Rb, Cs) + O 2 KO 2 + (RbO 2, CsO 2 )
Oxidy, peroxidy, hyperoxidy dýchací přístroje: 4 KO 2 + 2 H 2 O 4 KOH + 3 O 2 4 KO 2 + 2 CO 2 2 K 2 CO 3 + 3 O 2 4 KO 2 + 2 CO 2 + 2 H 2 O 4 KHCO 3 + 3O 2 Na 2 O 2 + CO 2 Na 2 CO 3 + O 2 Na 2 O 2 + CO Na 2 CO 3
Hydroxidy LiOH, LiOH.H 2 O NaOH.nH 2 O, n=1, 2, 3.5, 4, 5, 7 nízké tepoty tání (klesají od Li k Cs) velmi silné zásady absorbují CO 2 a H 2 S s amfoterními prvky reagují na hydroxokomplexy Kaustifikace sody: Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2 NaOH + CaCO 3
Uhličitany Na 2 CO 3 bezvodá soda sklářský průmysl, odsiřování, náhrada NaOH, mýdla, potravinářství, farmacie Solvayův (amoniakový) způsob: NaCl + NH 3 + CO 2 + H 2 O NaHCO 3 + NH 4 Cl 2 NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Leblancův způsob: Na 2 SO 4 + 2 C Na 2 S + 2 CO 2 Na 2 S + CaCO 3 Na 2 CO 3 + CaS NaHCO 3 potravinářství - prášek do pečiva Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O 2 NaHCO 3
Uhličitany K 2 CO 3 potaš sklářský průmysl, výroba mýdla, výroba KCN 2 KOH + CO 2 K 2 CO 3 + H 2 O Stassfurtský způsob: 2 KCl + 3 MgCO 3.3H 2 O + CO 2 2 KHCO 3.MgCO 3.4H 2 O + MgCl 2 2KHCO 3.MgCO 3.4H 2 O K 2 CO 3 + 2 MgCO 3.3H 2 O + CO 2
Sírany Na 2 SO 4 K 2 SO 4 NaCl + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HCl NaHSO 4 + NaCl Na 2 SO 4 + HCl MgSO 4 + 2 HCl K 2 SO 4 + MgCl 2 Disírany 2 MHSO 4 M 2 S 2 O 7 + H 2 O 2 M 2 S 2 O 7 M 2 SO 4 + SO 3 t > 250 C
Dusičnany KNO 3 NaNO 3 + KCl KNO 3 + NaCl NaNO 3 Na 2 CO 3 + NO + NO 2 + O 2 2 NaNO 3 + CO 2
Halogenidy NaCl chemická surovina, potraviny IR a UV optika LiF IR a UV optika
Halogenidy KCl surovina pro další draselné soli hnojivo KI medicinální využití analytická chemie
Špatně rozpustné sloučeniny Li: fluorid, fosforečnan, uhličitan Na:hexahydroxoantimoničnan sodný, hexafluorofosforečnan sodný K: chloristan draselný, hexanitritokobaltitan draselný
Barevnost sloučenin závisí pouze na aniontu Chromany žluté, dichromany oranžové, manganistany fialové
Příští přednáška II. skupina periodické soustavy Kovy alkalických zemin