registrační číslo : CZ.1.07/1.1.26/02.0010 Zlepšování podmínek pro výuku technických oborů a řemesel Švehlovy střední školy polytechnické Prostějov registrační číslo : CZ.1.07/1.1.26/02.0010

Alkalické kovy a kovy alkalických zemin Ing. Eva Gefingová

ALKALICKÉ KOVY 1) Charakteristika: PRVEK ZNAČKA Z ELEKTRONOVÁ KONFIGURACE ELEKTRONEGATIVITA LITHIUM Li 3 [He] 2s1 0,97 SODÍK Na 11 [Ne] 3s1 1,0 DRASLÍK K 19 [Ar] 4s1 0,91 RUBIDIUM Rb 37 [Kr] 5s1 0,89 CESIUM Cs 55 [Xe] 6s1 0,86 FRANCIUM Fr 87 [Rn] 7s1

prvky 1. (I.A) skupiny) PSP neboli s1 – PRVKY, mají 1 valenční elektron (ns1) nazýváme je ALKALICKÉ KOVY, protože tvoří s vodou silné hydroxidy neboli alkálie ve svých sloučeninách mají vždy oxidační číslo I ke snadnějšímu zapamatování lze použít pomůcku: Hanu Líbal Na Koleno Robustní Cestář Franc vodík má také 1 valenční elektron, ale nemá vlastnosti kovů francium je radioaktivní a bylo objeveno až ve 20. století

2) Výskyt v přírodě: vyskytují se pouze ve formě svých sloučenin: sodík: a) KAMENNÁ SŮL = NaCl (halit) sůl kamenná http://www.cs.wikipedia.org b) GLAUBEROVA SŮL = Na2SO4 * 10H2O c) CHILSKÝ LEDEK = NaNO3

draslík: a) DRASELNÝ LEDEK = KNO3 b) SYLVÍN = KCl sylvín http://www.cs.wikipedia.org sloučeniny cesia a rubidia v malém množství provázejí ostatní alkalické kovy sodík a draslík jsou biogenní prvky

3) Vlastnosti a reakce: měkké, stříbrolesklé, neušlechtilé kovy s malou hustotou (plavou na vodě) jsou dobrými vodiči tepla a elektřiny   nízká hodnota elektronegativity způsobuje, že ve sloučeninách mají převážně iontové vazby jsou velmi reaktivní, mají silné redukční schopnosti dají se krájet nožem, nejměkčí z nich je cesium charakteristicky barví plamen: Li - karmínově červeně Na - žlutě K - světle fialově (podobně Rb, Cs)

4) Výroba: Na a Li se vyrábějí elektrolýzou tavenin svých chloridů: 2 Na+ + 2 e- → 2 Na (redukce na katodě) 2 Cl- → Cl2 + 2 e- (oxidace na anodě) K se vyrábí redukcí KCl sodíkem a následnou destilací draslíku ze směsi 5) Použití: Li, K: příměs do slitin Na: redukční činidlo, chladivo jaderných reaktorů, sodíkové výbojky Rb, Cs: fotočlánky

6) Sloučeniny:   Hydridy sloučeniny alkalických kovů s vodíkem, patří mezi iontové hydridy za normálních podmínek bílé krystalické látky jejich stálost se snižuje od LiH k CsH v roztaveném stavu vedou elektrický proud

b) Peroxidy, superoxidy hořením sodíku vzniká peroxid, hořením ostatních prvků superoxidy Peroxid sodný Na2O2 = má bělící účinky, jeho reakce s vodou se využívá při výrobě peroxidu vodíku: Na2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + H2O2 superoxidy jsou barevné (draselný je žlutý)

c) Halogenidy bezbarvé, krystalické látky dobře rozpustné ve vodě Chlorid sodný NaCl = sůl kamenná, používá se v potravinářském, konzervárenském a chemickém průmyslu, solná ložiska vznikla vypařováním mořské vody v zátokách nebo solných jezerech Chlorid draselný KCl = součást draselných hnojiv Jodid draselný KI = laboratorní činidlo  

d) Hydroxidy   bílé, krystalické látky, snadno rozpustné ve vodě na roztoky silných zásad hygroskopické, leptají sklo i porcelán, snadno tavitelné velmi agresivní, silně korozivní používají se k výrobě mýdel, celulózy, oxidu hlinitého z bauxitu, k čištění ropných produktů a v laboratořích

Hydroxid sodný NaOH: - vyrábí se elektrolýzou roztoku NaCl: Metodou amalgámovou: Na+ se slučuje na rtuťové katodě se rtutí na amalgám, který se rozkládá teplou vodou na hydroxid, vodík a rtuť, na grafitové anodě se vylučuje chlor (amalgámy = kapalné nebo tuhé slitiny rtuti s jedním nebo několika kovy) Metodou diafragmovou: na grafitové anodě se vylučuje chlor a na katodě vodík, anodový a katodový prostor jsou odděleny diafragmou (polopropustná přepážka), oba plyny se odděleně jímají, v roztoku zůstávají pouze sodné a hydroxidové ionty

e) Uhličitany, hydrogenuhličitany bílé, krystalické látky, dobře rozpustné ve vodě hydrogenuhličitany se při žíhání mění na uhličitany známé jako bezvodé i v podobě hydrátů   Uhličitan sodný Na2CO3 soda se vyrábí Solvayovou metodou: roztok NaCl se sytí amoniakem a oxidem uhličitým, čímž vzniká nerozpustný hydrogenuhličitan sodný: NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl hydrogenuhličitan se po odfiltrování termicky rozkládá na uhličitan: 2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O spolu s uhličitanem draselným (potaš) se používá k výrobě skla a pracích prostředků

f) Dusičnany   bezbarvé, krystalické látky dobře rozpustné ve vodě, snadno tavitelné při vyšších teplotách se rozkládají na dusitany CHILSKÝ a DRASELNÝ LEDEK se používají jako průmyslová hnojiva

KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN 1) Charakteristika: PRVEK ZNAČKA Z ELEKTRONOVÁ KONFIGURACE ELEKTRONEGATIVITA BERYLLIUM Be 4 [He] 2s2 1,5 HOŘČÍK Mg 12 [Ne] 3s2 1,2 VÁPNÍK Ca 20 [Ar] 4s2 1,0 STRONCIUM Sr 38 [Kr] 5s2 0,99 BARYUM Ba 56 [Xe] 6s2 0,97 RADIUM Ra 88 [Rn] 7s2

prvky 2. (II.A) skupiny) PSP neboli s2 – PRVKY, mají 2 valenční elektrony (ns2) Ca, Sr, Ba, Ra nazýváme KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN (název je podle oxidů a hydroxidů, které se podobají svou zásaditostí alkalickým kovům) ve svých sloučeninách mají vždy oxidační číslo II ke snadnějšímu zapamatování lze použít pomůcku: Běžela Magda Caňonem, Srážela Banány Rádiem všechny izotopy radia jsou radioaktivní  

2) Výskyt v přírodě: vyskytují se pouze ve formě svých sloučenin: beryllium: BERYL (hlinitokřemičitan), jeho odrůdou je např. zelený smaragd hořčík: a) MAGNEZIT = MgCO3 b) DOLOMIT = CaCO3 * MgCO3 magnezit beryl http://www.geologie.vsb.cz http://www.geology.com

celestin baryt vápník: a) VÁPENEC = CaCO3 b) SÁDROVEC = CaSO4 * 2H2O c) ANHYDRIT = CaSO4 d) KAZIVEC = CaF2 stroncium: CELESTIN = SrSO4 baryum: BARYT = BaSO4 celestin baryt http://www.nerosty.cz http://www.nerosty.cz

3) Vlastnosti a reakce: radium: součást smolince (UO2) vápník a hořčík jsou biogenní prvky 3) Vlastnosti a reakce: stříbrolesklé, neušlechtilé kovy jsou tvrdší, méně reaktivní a mají vyšší hustotu než alkalické kovy kovy alkalických zemin charakteristicky barví plamen: Ca = cihlově červeně Sr = karmínově červeně Ba = zeleně

4) Výroba: 5) Použití: elektrolýzou tavenin chloridů redukcí halogenidů sodíkem: CaCl2+ 2 Na → 2 NaCl + Ca   5) Použití: Be: do slitin, k výrobě okének do RTG lamp Mg: do slitin Ca: do slitin, redukční činidlo v metalurgii Ba: povlaky elektrod Ra: k ozařování zhoubných nádorů (radioterapie)

Hydridy b) Oxidy 6) Sloučeniny:   Hydridy bílé krystalické látky s iontovými vazbami CaH2 = hydrid vápenatý, silné redukční činidlo, sušící prostředek b) Oxidy Oxid vápenatý CaO tzv. PÁLENÉ VÁPNO vyrábí se pálením vápence: CaCO3 → CaO+ CO2 používá se ve stavebnictví, hutnictví, jako hnojivo

c) Hydroxidy d) Halogenidy Hydroxid vápenatý Ca(OH)2 tzv. HAŠENÉ VÁPNO vzniká hašením páleného vápna (jeho reakcí s vodou): CaO + H2O → Ca(OH)2 používá se ve stavebnictví k výrobě malty (směs vody, písku a hašeného vápna), jeho vodní suspenze se nazývá VÁPENNÉ MLÉKO reakce hašeného vápna s oxidem uhličitým je podstatou procesu tvrdnutí malty: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O d) Halogenidy CaF2 = kazivec, používá se v metalurgii a v optice, surovina pro výrobu HF

e) Uhličitany, hydrogenuhličitany Vápenec CaCO3 používá se jako stavební kámen, k výrobě vápna a cementu Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 = způsobují přechodnou tvrdost vody   f) Sírany sádrovec CaSO4 * 2H2O = používá se jako přísada do cementu, jeho zahřátím na 100°C vzniká pálená sádra CaSO4 * 1/2H2O CaSO4 = způsobuje trvalou tvrdost vody BaSO4 = používá se v lékařství jako kontrastní látka při RTG žaludku

Děkuji za pozornost

Literatura a zdroje: BENEŠOVÁ, M., SATRAPOVÁ, H.: Odmaturuj z chemie. Nakladatelství DIDAKTIS spol. s.r.o., Brno, 2002. ISBN 80-86285-56-1 VACÍK, J. a kol.: Přehled středoškolské chemie. SPN Praha, 1990. ISBN 80-04-22463-6 MAREČEK, A.,HONZA, J.: Chemie pro čtyřletá gymnázia. Nakladatelství Olomouc s.r.o., 1998. ISBN 80-7182-055-5 Banýr, J., Beneš, P.: Chemie pro střední školy. SPN Praha, 1999. ISBN 80-85937-46-8 http://www.cs.wikipedia.org http://geology.com http://www.geologie.vsb.cz http://www.nerosty.cz