Transcript Alkáli fémek

Alkáli fémek
Tulajdonságaik






a periódusos rendszer I-es főcsoportjában található
elemek, a hidrogén kivételével tartoznak ide
lítium (Li), nátrium (Na), kálium (K), rubídium
(Rb), cézium (Cs) és a francium (Fr)
nagyon reakcióképesek, ezért elemi állapotban nem
találhatóak meg a természetben
Szürke színűek (a cézium enyhe sárga árnyalattal)
Puhák, könnyen alakíthatóak
Sűrűségük kicsi








Hőt és elektromosságot jól vezetik
Olvadás és forráspontjuk alacsony
Elektronegativitásuk a legkisebb
Nagyon erős redukálószerek
Halogénekkel ionos sókat képeznek
Vízzel – heves reakció során – erős bázisokat (alkálihidroxidokat) képeznek
A levegő nedvességtartalmával is reakcióba lépnek,
ezért petróleum alatt kell tárolni őket
A külső elektronhéjukon csak 1 db s elektron
található, így ennek leadásával érik el a stabil, zárt
elektronszerkezetet, egyszeres pozitív töltésű kationt
hozva létre







Jellegzetes tulajdonságuk a lángfestés, ezt a
pirotechnikában használják ki:
Lítium: bíborvörös
Nátrium: sárga
Kálium: fakó ibolya
Rubídium: fakó vörös
Cézium: halványkék
Előállítás: Általában olvadékelektrolízissel,
elsősorban kloridból, hidroxidból vagy
karbonátból.

Felhasználás: Erős redukálószerként,
pirotechnikában, tűzijátékoknál
Nátrium






Vegyjele Na, rendszáma 11
Elemi állapotban ezüstös színű
Lágy, jól nyújtható könnyűfém
Égetéskor a lángot sárgára festi
Reakcióképessége nagy, a vízzel rendkívül
heves reakcióba lép
A levegő oxigénjével érintkezve gyorsan
oxidálódik, ezért inert (zárt) körülmények
között kell tárolni.




A nátrium gyakori alkotóeleme a csillagoknak.
A csillagok emissziós színképeinek
elemzésekor szinte mindig megtalálható a
nátrium által kibocsátott D színképvonal.
Föld tömegének mintegy 2,6%-át adja, és így a
6. leggyakrabban előforduló elem
Legközönségesebb vegyülete a konyhasó, ami
a tengerekben hozzávetőleg 3%-os
koncentrációban található
A XIX. század végén a szóda és szén 1100 °Con történő hevítésével állították elő.









Manapság nátrium-klorid (NaCl) olvadékának
elektrolízisével állítják elő. Ez az eljárás jóval
olcsóbb, mint a nátrium-hidroxid elektrolízise
Felhasználása:
katalizátorként az észterek előállításánál
ötvözetek fizikai szerkezetének tökéletesítéséhez
szappangyártáshoz
világítástechnikában: nátriumgőzlámpa
fémolvadékok tisztításához
hőelvezető folyadékként nukleáris erőművekben, és
csúcsteljesítményű belsőégésű motorokban
redukálószer más könnyen oxidálódó fémek
előállítására (alumínium (Al))



Élettani tulajdonságai: Az emberi szervezetben
körülbelül 80-100 gramm nátrium található.
Nagyobb része oldott állapotban van, kisebb
részét pedig a csontok, kötőszövetek
raktározzák. Elengedhetetlen az idegrendszeri
ingerületek átvitelénél is
Izotópjai: 13 izotópja ismert. Ezek közül csak
a 23-as tömegszámú stabil.
A két legjelentősebb radioaktív izotópja:
 22

Na, felezési ideje 2,602 év
24Na, felezési ideje 15 óra

Óvintézkedések: Ahogy más alkálifémek, úgy
a nátrium is elemi formában erősen gyúlékony
és kismértékben robbanásveszélyes amikor
vízzel érintkezik. Tárolása kémiailag kevéssé
reakcióképes folyékony szénhidrogén, például
petróleum alatt történik. Ártalmatlanítása
metanollal történik.
Nátrium-hidroxid (NaOH)





marólúg, marónátron vagy lúgkő
Vízben oldva erősen lúgos oldatot képez
A 18. század előtt ez volt a legelterjedtebb lúg
A vegyiparban erős bázikus tulajdonsága miatt
széleskörűen felhasználják, főleg a textil- és
papíriparban, a szappanok és mosószerek
gyártásában
1998-ban a világtermelés kb. 45 millió tonna
volt






Tiszta nátrium-hidroxid számos formában kapható,
például granulátum, pellet, vagy oldott formában
A levegőben található nedvességen kívül a széndioxidot is elnyeli, ezért légmentes tartályokban kell
tárolni
Etanolban, és metanolban is oldható
Sárga bevonatot hagy a fa- és papírfelületeken.
A nátrium-hidroxid ionos vegyület, vagyis kizárólag
hidroxidionokból (OH−), és nátrium-ionokból (Na+)
áll.
nagyon erős bázis, mely savakkal könnyen sót alkot


A nátrium-hidroxidot más, oxidok alkotta
savak semlegesítésére is lehet alkalmazni.
Ezek például a szén-dioxid (CO2), vagy a kéndioxid (SO2). Általában az ipari termelés
melléktermékeként felszabaduló káros gázokat
lehet az ilyen reakciókkal semlegesíteni,
meggátolva ezzel kikerülésüket a légkörbe.
A vassal, és a rézzel nem lép reakcióba,
viszont az alumíniummal, a cinkkel, és a
titánnal érintkezve viszonylag hevesen reagál.
Ezért alumíniumból készült főzőedények, vagy
serpenyők tisztítására nem használható.

Előállítása: A nátrium-hidroxidot általában a
klórral, és a hidrogénnel együtt szokták
előállítani. A folyamat vízben oldott nátriumklorid elektrolízise során megy végbe. Itt a
katódnál nátrium-hidroxid válik ki, miközben
hidrogéngáz szabadul fel.
2Na+ + 2H2O + 2e− → H2 + 2NaOH
Felhasználása:
 Elsősorban savak semlegesítésére alkalmazzák
 Savak töménységének megállapítására nagyon jól
használható
 Régebben szappan előállításra széles körben
alkalmazták
 Az élelmiszeriparban széles körben alkalmazzák,
például a gyümölcsök héjának kémiai úton történő
eltávolítására, csokoládé és kakaó készítése során,
karamellel történő színezésnél, olajbogyó
tartósításánál, valamint egyes pékárukban is
előfordulhat. Élelmiszer-adalékanyagként, E524
néven alkalmazzák
Nátrium-klorid (NaCl)




só, kősó, konyhasó, tengeri só
Színtelen, szagtalan, kristályos vegyület, íze a
legerősebben tisztán sós az ismert anyagok
közül
Ionrácsos anyag, szilárd állapotban lapon
középpontos kockarácsot alkot
Vízben jól oldódik, nagymértékben disszociál
összetevőire pozitív töltésű nátrium- (Na+) és
negatív töltésű klorid (Cl−) ionokra.





Vizes oldata semleges kémhatású
Alkoholban oldhatatlan
Vizes oldata és olvadéka az elektromos
áramot vezeti
A tiszta nátrium-klorid nem higroszkópos, de
ha szennyezést (például magnéziumsót)
tartalmaz, nedvszívóvá, tapadóssá válik
Kristályai kocka alakúak. A kősó ásványtani
neve halit. A kősó kitűnően hasad a kocka
lapjai mentén, nagyobb kősódarabok ütés
hatására kocka alakú lapokra törnek szét



Igen stabil vegyület, magas hőmérsékletre hevítve
sem kezd el bomlani
Kénsav hatására viszont alacsonyabb hőmérsékleten
is bomlik
Az állatok és az ember is igényli a sót. Fontos
alkotórésze az emberi szervezetnek. Mindig
megtalálható a testnedvekben, a vérben, az
izzadságban és a vizeletben. Fontos szerepe van az
izotónia, azaz a megfelelő ozmózisnyomás
fenntartásában. A nátrium-klorid szükséges a
gyomorsav képződéséhez is. A szervezetbe a
táplálékkal jut be
Felhasználása:
 Fontos kémiai alapanyag, a legtöbb
nátriumvegyületet és kloridot nátrium-kloridból
állítják elő
 Ezenkívül felhasználják még kisózásra (szerves
anyagok, például szappan, festékek kiválasztására
oldatokból)
 Bőrcserzésre
 Agyagáruk zománcozására
 Jég megolvasztására és hűtőkeverékek készítésére
 Hús és hal tartósítására is használható



A kohászatban felhasználják az ezüst, az arany,
a réz és a cink előállításnál
A spektroszkópia sárga nátriumfény
előállítására használja
Az infravörös spektroszkópiában lencséket és
prizmákat készítenek belőle.