
Alkalické kovy
25. března 2010 v 20:28 | Marťa | ChemieAlkalické kovy
Výskyt
- Na a K jsou makrobiogenní prvky
- volně se v přírodě nevyskytují (vysoká reaktivita), hojně se vyskytují ve formě sloučenin
Glauberova sůl - hydratovaný síran sodný Na2SO4
kryolit - hexafluorohlinitan sodný Na3AlF6
potaš - uhličitan draselný K2CO3
soda - uhličitan sodný Na2CO3
jedlá soda - hydrogenuhličitan sodný NaHCO3
halit - sůl kamenná (kuchyňská sůl) - chlorid sodný NaCl
sylvín - chlorid draselný KCl
- velké množství alkalických kovů se nachází v mořské vodě, v podobě svých iontových sloučenin = solí - odtud se také získávají
- rozpuštěné minerály se také nacházejí v oblastech, kde dříve bylo moře, ale při vrásnění se postupně moře vysušilo a minerály zkrystalizovaly - střední Evropa (okolí Solnohradu - Salzburgu) - velká podzemní naleziště kamenné soli
- ve velkém množství ledky, zejména na chilském pobřeží, které vznikly mineralizací rostlinných zbytků (ledek chilský NaNO3, ledek draselný KNO3)
Výroba
- získávají se především z mořské vody,(pouze lithium se získává ze svých minerálů), tak že senejdříve odpaří mořská voda → nechají se zkrystalizovat minerály rozpuštěné ve vodě → jednotlivé sloučeniny alk. kovů se od sebe odseparují → pak se získávají elektrolýzou jejich taveniny nebo se rovnou elektrolyzují a jednotlivé kovy se odseparují na základě různých teplot tání a varu
- alk. kovy se vyrábějí elektrolýzou taveniny některé ze svých solí - sodík se vyrábí elektrolýzou taveniny NaCl - odpovídající technologické zařízení - elektrolyzér - má grafitovou anodu a železnou katodu (anoda - Cl, katoda - Na) (při elektrolýze chloridů vzniká na grafitové anodě Cl a na železné katodě alkalický kov)
Vlastnosti
- jsou měkké, lehké a stříbrolesklé kovy (cesium je nazlátlé), lze krájet nožem, dobře vedou el. proud i teplo
- Li, Na a K jsou lehčí než voda a plovou
- Rb, Cs a Fr jsou těžší - klesají ke dnu
- všechny jsou velice reaktivní, proto se s nimi v přírodě setkáváme pouze ve formě sloučenin
- rychle reagují s kyslíkem a vodou
- alkalické kovy vyskytují pouze v oxidačním stavu +I
- francium je radioaktivní s poločasem rozpadu 21 minut
- kationty alkalických kovů barví plamen různými barvami (Li - karmínová/červená; Na - světlá oranžová/žlutá; K, Rb, Cs - fialová)

Lithium
- za vyšší teploty se slučuje přímo s dusíkem na nitrid lithný Li3N
- z alk. kovů je nejméně reaktivní, avšak jako jediný alkalický kov se slučuje za vyšší teploty přímo s uhlíkem na karbid Li2C2 a křemíkem na silicid Li6Si2
Sodík
- rychle a silně reaguje s kyslíkem i vodou, reakce je natolik exotermní, že unikající vodík reakčním teplem obvykle samovolně explozivně vzplane
- s kyslíkem se na vzduchu slučuje na peroxid sodný Na2O2
- s vodíkem reaguje za mírného zahřátí na hydrid sodný NaH
- s dusíkem se sodík slučuje při elektrickém výboji, při této reakci může, vzniknou nitrid sodný Na3N nebo azid sodný NaN3
Draslík
- velmi rychle až explozivně reaguje draslík s kyslíkem na superoxid draselný KO2 a s vodou na hydroxid draselný KOH, tato reakce je natolik exotermní, že unikající vodík reakčním teplem samovolně explozivně vzplane
Rubidium a cesium
- mimořádně rychle až explozivně reagují s kyslíkem na superoxid rubidný(cesný) s vodou na
hydroxid rubidný(cesný), reakce je opět exotermní, unikající vodík reakčním teplem samovolně explozivně vzplane
Použití
- jako dobrá redukovadla v organické chemii nebo analytické chemii - vzhledem k jejich
vysoké reaktivitě je použití velice omezené
- z čistých kovů - Li - nejstálejší na vzduchu a nejméně reaktivní
- u ostatních jsou významné především jejich sloučeniny
- Na - výroba různých sloučenin, např. hydridu sodného (NaH) nebo peroxidu sodného
(Na2O2), jako silné redukční činidlo nebo do sodíkových elektrických lamp, většinu využití
mají jeho sloučeniny
Sloučeniny
a) s kyslíkem
Oxidy
- jsou zásadotvorné
Peroxidy
- jsou zásadotvorné
Peroxid sodný Na2O2 - v průmyslu jako bělidlo textilu, papíru, dřeva
- reakcí s CO2 se uvolňuje kyslík (dýchací přístroje pro potápěče)
2 Na2O2 + 2 CO2 → 2 Na2CO3 + O2
Hyperoxidy
- jsou to sloučeniny tvořené hyperoxidovým anionem O2 a kationtem alkalického kovu (kromě Li)
- hyperoxid sodný se připravuje reakcí peroxidu sodného s kyslíkem za zvýšené teploty a tlaku: Na2O2 + O2 → 2 NaO2
- hyperoxidy draselné, rubidné a cesné vznikají přímým slučováním kovu s kyslíkem
K + O2 → KO2
Rb + O2 → RbO2
Cs + O2 → CsO2
Hydroxidy
- jsou to bílé pevné látky, hygroskopické, silně leptavé, dobře rozpustné ve vodě, vzniklý roztok je bezbarvý
- hydroxidy alkalických kovů jsou nejsilnějšími zásadami ze všech hydroxidů
- průmyslově nejdůležitější jsou NaOH, KOH
- použití NaOH a KOH - výroba mýdla, čištění ropných produktů, odstraňování etiket z lahví
- př.: 2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2
- výroba - elektrolýzou se rtuťovou katodou (tzv. amalgámová elektrolýza):
2 Na+ + 2e- + 2nHg → 2NaHgn
2 Cl- - 2e- → Cl2
2 NaHgn + 2H2O → 2NaOH + H2 + 2nHg
b) s vodíkem
Hydridy
- obecný vzorec: MH (M - alkalický kov)
- bílé, krystalické látky, roztavené vedou el.proud
- 2 Na + H2 → 2 NaH
- NaH se často využívá jako redukovadlo
c) s halogeny
Halogenidy
- sloučeniny s halogeny (Cl, F, Br, I)
- bezbarvé krystalické látky, dobře rozpustné ve vodě, mají vysokou teplotu tání
- NaCl (kamenná sůl) - důležitá průmyslová surovina
- NaCl - chlorid sodný - (jedlá sůl - je obohacena o malé množství jódu, ve formě jodidu draselného)
- KCl - chlorid draselný - draselné hnojivo
d) se sírou
Sulfidy
- obecný vzorec: M2S (M - alk. kov)
- jsou rozpustné ve vodě - podléhají hydrolýze
- jejich roztoky reagují zásaditě - Na2S + H2O → NaHS + NaOH
e) soli
Uhličitany
- bílé práškovité nebo krystalické látky, snadno rozpustné ve vodě (až na Li2CO3), hygroskopické (pohlcující, udržující vlhkost)
Uhličitan sodný Na2CO3 - soda
- v bezvodném stavu - bílý prášek
- krystalizací lze získat tzv. krystalovou vodu Na2CO3 · 10 H2O
- při výrobě skla, v textilním a papírenském průmyslu, změkčovadlo vody (vážne ionty Mg a Ca)
- výroba - tzv. Solvayový způsob - do solanky (nasycený vodný roztok NaCl) nasycené amoniakem se zavádí CO2
NaCl + H2O + NH3 + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Uhličitan draselný K2CO3 - potaš
- výroba draselných mýdel, chemické sklo, prací prášky, textilní a papírenský průmysl, umělé hnojivo, výroba kyanidu draselného KCN
- výroba - elektrolýza KCl, vniklý KOH se sytí CO2:
2 KCl + 2 H2O → 2 KOH + H2 + Cl2
2 KOH + CO2 → K2CO3 + H2O
Hydrogenuhličitany
Hydrogenuhličitan sodný NaHCO3 - jedlá (užívací) soda
- kypřící prášky, neutralizace žaludečních šťáv a poleptání kyselinou, šumivé nápoje, hasící přístroje
- zahřátím se rozkládá: (při výrobě využíváme reakce s opačným průběhem)
2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
- získává se při Solvayově způsobu výroby Na2CO3:
NaCl + H2O + NH3 + CO2 → NaHCO3 + NH4Cl
Dusičnany
- bílé, bezbarvé krystalické látky
- při vyšších teplotách se rozkládají na dusitany a kyslík, př.:
2 NaNO3 → 2 NaNO2 + O2
- při hodně vysokých teplotách vzniká oxid kovu, dusíku a kyslíku, př.:
4 NaNO3 → 2 Na2O + 5 N2 + 5 O2
Dusičnan sodný NaNO3 - čilský ledek
- dusíkaté hnojivo, výroba HNO3, buničina, plasty, umělá vlákna, výbušniny
- 2 NaOH + NO2 → NaNO3 + NaNO2 + H2O
Dusičnan draselný KNO3 - draselný ledek
- vysoce ochlazující prvek
- dusíkaté hnojivo, pyrotechnika - silné oxidační činidlo, střelný prach
- příprava:
NaNO3 + KCl → KNO3 + NaCl
Dusitany
- bílé krystalické látky, hygroskopické, velmi dobře rozpustné ve vodě
Dusitan sodný NaNO2 - nejvýznamnější z dusitanů s alkalickými kovy
- výroba barviv, inhibitor koroze, konzervování masa
- výroba:
Na2CO3 + NO + NO2 → 2 NaNO2 + CO2
Komentáře
Zajímavostí rubidia a cesia je také to, že se zlatem tvoří sloučeniny, ve kterých vystupuje zlato v ox. stupni -I. Jiné sloučeniny zlata v záporném mocenství nejsou známé.
[2]: prý ne psychopatě ti šeš na hlavů a ´já te zbyju a šeš vol
Velmi odolný kovový zahradní nábytek:
https://www.ekovovyroba.cz/zahradni-nabytek/
velice zajímavá a metoda řezání kovů s pomocí vodního paprsku..zde se o ní dozvíte více informací-
https://www.awac.cz/rezani-vodnim-paprskem/
Z tohohle piseme?