470 likes | 816 Views
Prvky I.A skupiny - alkalické kovy. charakteristika: zásadotvorné elektropozitivní prvky – jejich atomy mají nízké hodnoty elektronegativit, atomy tvoří snadno kationty s – prvky – valenční elektron(y) v orbitalech s. vodík ( 1 H). výskyt:
E N D
Prvky I.A skupiny - alkalické kovy • charakteristika: • zásadotvorné • elektropozitivní prvky – jejich atomy mají nízké hodnoty elektronegativit, atomy tvoří snadno kationty • s – prvky – valenční elektron(y) v orbitalech s
vodík (1H) • výskyt: • nejrozšířenější prvek ve vesmíru a třetí nejrozšířenější prvek na Zemi • volný vodík se nachází např. v plynném obalu hvězd • na Zemi se volný vodík za běžných podmínek nevyskytuje • významný biogenní prvek
laboratorní příprava: • reakcí elektropozitivních kovů s vodou:2Na + 2H2O → NaOH + H2 • reakcí zředěných kyselin s elektropozitivními kovy:Mg + 2HCl → H2 + MgCl2 • elektrolýzou okyselené vody s platinovými elektrodami: (katoda – H2, anoda – O2)
průmyslová výroba: • reakcí vodní páry s koksem nebo methanem:H2O + C → CO + H2 (t = 1000°C)CH4 + H2O → CO + H2 (t = 1100°C) • vedlejší produkt při výrobě chlóru a hydroxidu sodného
fyzikální vlastnosti: • v přírodě se vyskytuje jako směs tří izotopů: 1H, 2H,3H • bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, 14,4 x lehčí než vzduch • obtížně se zkapalňuje a přeměňuje na pevnou látku, uchovává se v tlakových lahvích s červeným pruhem
chemické vlastnosti: • molekulový vodík je málo reaktivní - vysoká vazebná energie • zapálen na vzduchu shoří - reaguje se vzdušným kyslíkem za vzniku vody - exotermická reakce:2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) • při laboratorní teplotě oba plyny spolu nereagují (bez iniciace)
při teplotě větší než 600°C probíhá slučování explozivně, tím prudčeji, čím je směs H2 a O2 blíže poměru 2:1, (třaskavý plyn) • redukční vlastnosti - výroba kovů:CuO + H2 → H2O + Cu
elektrickým výbojem vzniká atomární vodík (H) (vodík ve stavu zrodu, nascentní vodík) • velmi reaktivní • nestálý - existuje velmi krátkou dobu a slučuje se na molekulární vodík
1H • využití • výroba amoniaku, methanolu, chlorovodíku • hydrogenace olejů • redukční činidlo - výroba kovů • řezání kovů • raketové palivo
2H • využití - výroba těžké vody pro jaderné reaktory 3H • vzniká působením kosmického záření na vzdušný dusík • využití - sledování pohybu spodních vod, tritiová barva (displeje hodinek)
sodík (11Na) - alkalický kov • výskyt: • kamenná sůl - NaCl • chilský ledek - NaNO3 • kryolit – Na3AlF6 • borax - Na2B4O7·10H2O • glauberit - Na2SO4·CaSO4 • Glauberova sůl - Na2SO4·10H2O • mořská voda (NaCl)
průmyslová výroba: • elektrolýzou roztavené směsi 40% NaCl a 60% CaCl2 při teplotě 580 °C (CaCl2 snižuje teplotu tání) • katoda: Na + + e- Na • anoda: Cl- - e- Cl (Cl2)
fyzikální vlastnosti: • měkký, nízkotající, stříbrolesklý kov, lze jej krájet nožem • krystalizuje v kubické soustavě
chemické vlastnosti: • uchovává se pod vrstvou petroleje • s kyslíkem reaguje za vzniku oxidu (Na2O) a peroxidu sodného (Na2O2) • reaguje s vodou: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
má redukční vlastnosti: Al2O3 + 6Na → Al + 3Na2O • barví plamen žlutě
sloučeniny: • halogenidy • bezbarvé, krystalické látky • mají vysokou teplotu tání
chlorid sodný • získává se z přírodního materiálu – kamenná sůl (dolování) nebo vyluhováním některých ložisek vodou – mořská sůl (odpařování) • kuchyňská sůl vlhne (obsahuje malé množství nečistot, které jsou hygroskopické - hlavně MgCl2)
využití: • výchozí látka pro přípravu řady anorganických sloučenin, např. hydroxidu sodného, sody, chlóru, sodíku
sulfid sodný • bílá krystalická látka, činidlo v analytické chemii
hydroxid sodný • výroba elektrolýzou roztoku chloridu sodného • amalgámovým způsobem: od tohoto postupu se v současné době již upouští NaCl → Na+ + Cl- K : Na+ + e- → Na Na + Hg → NaHg 2NaHg + 2H2O → 2NaOH(aq) + 2Hg + H2 A : Cl- - e- → Cl 2Cl → Cl2
b) diafragmovým způsobem: NaCl → Na+ + Cl- K : 2H2O + 2e - → 2OH - + H2 Na + + OH - → NaOH A : Cl- - e- → Cl 2Cl → Cl2 pozn.: prostor katody a anody je oddělen porézní přepážkou, aby se zabránilo reakci hydroxidu sodného a chlóru – vznikal by tak chlornan sodný nebo chlorečnan sodný
bezbarvá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě,hygroskopická,silná zásada • absorbuje oxid uhličitý: 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O • absorbuje sulfan: 2NaOH + H2S →Na2S + H2O • thiosíran sodný • ve vodě dobře rozpustný • bezvodý nebo pentahydrát (Na2S2O3·5H2O) • využívá se v analytické chemii (odměrná analýza)
uhličitan sodný (bezvodá soda) • výroba – E. Solvay: NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl 2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2, t = 150C (v pecích) • bezvodá soda – bílý prášek, dobře rozpustný ve vodě • krystalová soda – krystalický dekahydrát (Na2CO3·10 H2O), na vzduchu větrá (ztrácí molekuly vody) – heptahydrát (Na2CO3·7 H2O) až monohydrát (Na2CO3·H2O) • využití - výroba mýdel, skla
hydrogenuhličitan sodný (jedlá soda) • využití - šumivé prášky k přípravě limonád, lékařství (proti překyselení žaludku)
dusičnan sodný • získává se z přírodních ložisek – chilský ledek • využití - hnojivo • dusitan sodný • příprava tepelným rozkladem dusičnanu sodného • bílá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě • využití • výroba azobarviv
síran sodný • vedlejší produkt při výrobě kyseliny chlorovodíkové: 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + HCl
draslík (19K) • výskyt: • sylvín - KCl • mořská voda (0,06 % KCl)
fyzikální vlastnosti: • stříbrobílý,měkký kov • dobře vede teplo a elektrický proud • krystalizuje v kubické soustavě • chemické vlastnosti: • reaktivnější než sodík, s vodou prudce reaguje: • 2K + 2H2O → H2 + 2KOH
barví plamen fialově, redukční vlastnosti • sloučeniny: • hydroxid draselný • bezbarvá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě, hygroskopická, silná zásada • vyrábí se elektrolýzou roztoku chloridu draselného
absorbuje oxid uhličitý: 2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O • absorbuje sulfan: 2KOH + H2S → K2S + H2O
uhličitan draselný (potaš) • bílá hygroskopická látka • využití - výroba tabulového skla
dusičnan draselný • využití - silné oxidační činidlo (střelný prach, pyrotechnika)
chlorečnan draselný • příprava zaváděním chloru za tepla do roztoku hydroxidu draselného: 6KOH + 3Cl2 → KClO3 + 5KCl +3H2O • bílá hygroskopická látka • využití - v malém množství v zápalkách a výbušninách
síran draselný • bílá, hygroskopická látka • dobře rozpustná ve vodě • využití - hnojivo