Alkáli fémek.

Az előadások a következő témára: "Alkáli fémek."— Előadás másolata:

1 Alkáli fémek

2 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

3 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 (alkáli-hidroxidokat) 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

4 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.

5 Felhasználás: Erős redukálószerként, pirotechnikában, tűzijátékoknál

6 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.

7

8 A nátrium gyakori alkotóeleme a csillagoknak
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 °C-on történő hevítésével állították elő.

9 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))

10 A két legjelentősebb radioaktív izotópja:
Élettani tulajdonságai: Az emberi szervezetben körülbelül 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: 22Na, felezési ideje 2,602 év 24Na, felezési ideje 15 óra

11 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.

12 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

13 Tiszta nátrium-hidroxid számos formában kapható, például granulátum, pellet, vagy oldott formában
A levegőben található nedvességen kívül a szén-dioxidot 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

14 A nátrium-hidroxidot más, oxidok alkotta savak semlegesítésére is lehet alkalmazni. Ezek például a szén-dioxid (CO2), vagy a kén-dioxid (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.

15 Előállítása: A nátrium-hidroxidot általában a klórral, és a hidrogénnel együtt szokták előállítani. A folyamat vízben oldott nátrium-klorid elektrolízise során megy végbe. Itt a katódnál nátrium-hidroxid válik ki, miközben hidrogéngáz szabadul fel. 2Na+ + 2H2O + 2e− → H2 + 2NaOH

16 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

17 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.

18

19 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

20 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

21 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

22 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.