GYMN

1
GYMNÁZIUM, VLAŠIM, TYLOVA 271
Autor Mgr. Mgr. Anna Doubková
Císlo materiálu 5_2_CH_19
Datum vytvorení 20.10.2012
Druh ucebního materiálu prezentace
Rocník 1.r. VG
Anotace Výklad tématu alkalické kovy
Klícová slova Sodík, draslík, lithium, rubidium
Vzdelávací oblast chemie
Ocekávaný výstup Objasnení vlastností, reakcí a použití alkalických kovu
Zdroje a citace
2
Alkalické kovy
3
Vlastnosti

• Alkalické kovy jsou mekké, lehké a
  stríbrolesklé kovy (cesium je nazlátlé), které
  lze krájet nožem. V Mohrove stupnici tvrdosti
  mají hodnoty menší než 1. Nejtvrdší ze všech
  alkalických kovu je lithium. Všechny dobre vedou
  elektrický proud i teplo, lithium, sodík a
  draslík jsou lehcí než voda a plovou na ní a
  rubidium, cesium a francium jsou težší, klesají
  tedy ke dnu. V parách alkalických kovu se krome
  jednoatomových cástic mužeme setkat i s
  dvouatomovými molekulami, které mají barvu.
  Kationty alkalických kovu barví plamen ruznými
  barvami (Li - karmínová/cervená Na - svetlá
  oranžová/žlutá K - fialová).

4
Reaktivita

• Alkalické kovy jsou velmi reaktivní. Ve
  valencní slupce elektronového obalu mají jeden
  elektron, takže snadno tvorí kationty s jedním
  kladným nábojem. Reaktivita alkalických kovu
  stoupá s protonovým císlem prvku - lithium je
  nejméne reaktivní a francium je nejreaktivnejší.
  Reagují prímo s halogeny za vzniku iontových solí
  a s vodou za vzniku silných hydroxidu.

5

• Alkalické kovy jsou známé bourlivou reakcí s
  vodou, tato reaktivita se zvyšuje se stoupajícím
  protonovým císlem prvku. Pri reakci vzniká
  hydroxid, uvolnuje se plynný vodík a velké
  množství tepla.
• 2 K 2 H2O ? 2 KOH
  H2
• V kapalném amoniaku se alkalické kovy
  rozpouštejí za vzniku tmave modrých roztoku.
• K NH3 ? K e-
• Vzniklé solvatované elektrony jsou velmi dobrým
  redukcním cinidlem.
• Krome techto dvou základních reakcí reagují
  alkalické kovy také s kyslíkem za vzniku oxidu,
  peroxidu nebo hyperoxidu, za mírného zahrátí s
  vodíkem a dusíkem. I když je lithium nejméne
  reaktivní, tak jako jediné reaguje s dusíkem za
  normální teploty a pri zahrátí také dokonce s
  uhlíkem a kremíkem.

6
Výskyt v prírode 

• Díky vysoké reaktivite se alkalické kovy volne v
  prírode nevyskytují.Hojne se však vyskytují ve
  sloucenin. Sodík a draslík dokonce patrí mezi
  deset nejhojneji se vyskytujících prvku na zemi.
  Velké množství alkalických kovu se nachází v
  morské vode, v podobe svých iontových sloucenin -
  solí (nejvíce je zastoupena sul NaCl a sylvín
  KCl). Odtud se také získávají. Tyto rozpuštené
  minerály se také nacházejí v oblastech, kde dríve
  bylo more, ale pri vrásnení se postupne more
  vysušilo a minerály zkrystalizovaly. Proto se
  zejména ve strední Evrope (v okolí Solnohradu)
  vyskytují velká podzemní nalezište kamenné soli.
  V pomerne velkém množství se také vyskytují
  ledky, zejména na chilském pobreží, které vznikly
  mineralizací rostlinných zbytku.

7
Využití

• Alkalické kovy se dají použít predevším jako
  dobrá redukovadla v organické chemii nebo
  analytické chemii, ale vzhledem k jejich vysoké
  reaktivite se na tyto reakce ve velkém
  nepoužívají. Z cistých kovu má nejvetší využití
  lithium, které je nejstálejší na vzduchu a
  nejméne reaktivní. U ostatních alkalických kovu
  jsou významné predevším jejich slouceniny. 

8
Lithium

• Chemická znacka Li, (lat. Lithium) je nejlehcí z
  rady alkalických kovu, znacne reaktivní,
  stríbrite lesklého vzhledu.

9
Výskyt v prírode

• V zemské kure je lithium obsaženo v množství 20
  - 60 mg/kg, morská voda vykazuje prumerný obsah
  lithia 0,18 mg Li/l. Ve vesmíru patrí lithium
  mezi pomerne vzácné prvky na jeden jeho atom
  pripadá približne 1 miliarda atomu vodíku.
• V prírode je lithium prítomno v nevelkém
  množství jako prímesi ruzných hornin (rudy lithia
  obsahují okolo 1-6  lithia), nejznámejší
  minerály obsahující lithium jsou aluminosilikáty
  lepidolit KLi2AlSi3O6(OH, F)4 (OH, F)2,
  spodumen LiAlSi2O6, trifylin LiFePO4 a
  petalit
• (Li, Na)AlSi4O10
• Polovina známých zásob lithia leží v Bolívii na
  dne solných pánví - nejvetší z nich je Salar de
  Uyuni.

10
Výroba

• Kovové lithium lze prumyslove nejsnáze
  pripravit elektrolýzou roztaveného chloridu
  lithného, protože je cistý chlorid nejlépe
  získatelný a má relativne nízkou teplotu tání. K
  príprave lithia je možno použít i snadneji
  tavitelnou smes chloridu lithného a chloridu
  draselného. V soucasné dobe se vyrobí okolo
  10 tun lithia rocne.

11
Využití

• Elementární lithium se uplatnuje v jaderné
  energetice, kde v jistých typech reaktoru slouží
  roztavené lithium k odvodu tepla z reaktoru.
• V soucasné dobe patrí lithiové baterie a
  akumulátory k velmi perspektivním prostredkum pro
  dlouhodobejší uchování elektrické energie a
  jejich využití v elektronice stále silne roste.
  
• Organické soli lithia se používají ve
  farmaceutickém prumyslu jako soucásti
  uklidnujících léku tlumících afekt.
• Lithium je prísadou pro výrobu speciálních skel
  a keramik, predevším pro úcely jaderné
  energetiky, ale i pro konstrukci hvezdárských
  teleskopu.

12
Sodík

• Chemická znacka Na, (lat. Natrium) je
  nejbežnejším prvkem z rady alkalických kovu,
  hojne zastoupený v zemské kure, morské vode i
  živých organizmech.

13
Historický vývoj

• O sodných slouceninách se zminuje již Starý
  zákon. Oznacují v nem látku neter vhodnou jako
  prostredek praní. Tato sloucenina je nám dnes
  známa jako soda - uhlicitan sodný Na2CO3. V té
  dobe v sode byl primíchán i potaš - uhlicitan
  draselný K2CO3

14
Výskyt v prírode

• Sodík je pomerne bohate zastoupen na Zemi i ve
  vesmíru. Predpokládá se, že zemská kura obsahuje
  2,4 2,6  sodíku, címž se radí na 5. místo ve
  výskytu prvku na Zemi. Morská voda obsahuje sodík
  jako hlavní kation v koncentraci približne 10,5 g
  Na/l. Ve vesmíru pripadá jeden atom sodíku
  približne na 800 tisíc atomu vodíku.
• Znacný obsah sodíkových iontu nalézáme také ve
  všech podzemních minerálních vodách, které se
  dostaly do dlouhodobého kontaktu s horninami a
  sodíkové ionty se do nich vyloužily.

15

• Príkladem minerálu biogenního puvodu je chilský
  ledek, chemicky dusicnan sodný NaNO3, který se
  nachází na chilském pobreží. Další minerály
  sodíku jsou kryolit Na3AlF6, thenardit Na2SO4,
  Glauberova sul Na2SO4.10 H2O, glauberit
  Na2SO4.CaSO4, glaserit NA2SO4.3 K2SO4, solfatarit
  NaAl(SO4)2.12 H2O, soda Na2CO3, trona
  Na2CO3.NaHCO3.2 H2O, borax Na2B4O7.10 H2O a
  další mnohé živce, slídy, alkalické pyroxeny,
  alkalické amfiboly a zeolity. Sodík patrí mezi
  biogenní prvky a nachází se ve všech bunkách
  rostlinných i živocišných tkání.

16
Využití

• Roztavený kovový sodík se casto uplatnuje v
  jaderné energetice a v leteckých motorech jako
  látka odvádející teplo. Elementární sodík je
  mimorádne silné redukcní cinidlo. Vysoušejí se s
  ním kapaliny a transformátorový olej. Hydroxid
  sodný se používá pri výrobe mýdel reakcí s
  vyššími tzv. mastnými kyselinami. Siricitan sodný
  se používá ve fotografickém prumyslu v
  ustalovací fázi a u výbojek. Peroxid sodný se
  používá pro poutání vzdušného oxidu uhlicitého v
  ponorkách a dýchacích prístrojích pro potápece
  pod názvem oxon. Kyanid sodný NaCN slouží k
  vyluhování zlata.

17
Draslík

• Chemická znacka K, (lat. Kalium) je velmi
  duležitým prvkem z rady alkalických kovu, hojne
  zastoupený v zemské kure, morské vode i živých
  organizmech. Autorem jeho ceského a slovenského
  názvu je Jan Svatopluk Presl.

18
Výskyt v prírode

• Draslík spolu se sodíkem patrí mezi biogenní
  prvky a pomer jejich koncentrací v bunecných
  tekutinách je významným faktorem pro zdravý vývoj
  organizmu. Obvykle je zduraznována významná role
  draslíku, naopak vysoká konzumace sodných solí je
  pokládána za zdraví ohrožující. Vyšší koncentrace
  draslíku je v lidském tele uvnitr bunek, k
  uvolnování ven dochází pomocí draslíkových kanálu
  pri prenosu vzruchu.

19
Využití

• Vzhledem ke své mimorádné nestálosti a
  reaktivite se cistý kovový draslík prakticky
  využívá pouze minimálne. Ve výjimecných prípadech
  je používán k redukcním reakcím v organické
  syntéze nebo analytické chemii.
• Dusicnan draselný se používá jako draselné
  hnojivo a zároven nalézá využití v pyrotechnice
  jako silné oxidacní cinidlo. Síran draselný se
  používá pri výrobe skla, kamence draselného a
  používá se jako hnojivo.
•  

20

• Draslík se v malém množství používá pro výrobu
  fotoelektrických clánku.
• Uhlicitan draselný, starším názvem potaš se
  používá prevážne pri výrobe skla, v textilním a
  papírenském prumyslu, jako soucást pracích
  prášku, pri výrobe pigmentu, v barvírství a
  belicství a pri praní vlny. Používá se také pro
  prípravu kyanidu draselného.

21
Rubidium

• Chemická znacka Rb, (lat. Rubidium) je prvkem z
  rady alkalických kovu, vyznacuje se velkou
  reaktivitou a mimorádne nízkým redox-potenciálem.
  Díky své velké reaktivite se v prírode setkáváme
  pouze se slouceninami rubidia a to pouze v Rb.

22
Výskyt v prírode

• Obsah rubidia v zemské kure je pomerne vysoký,
  predpokládá se, že zemská kura obsahuje 100 300
  mg Rb/ kg a ve výskytu se radí na stejnou úroven
  jako nikl, med nebo zinek. Prumerný obsah v
  morské vode je približne 0,12 mg Rb/l. Ve vesmíru
  se predpokládá výskyt 1 atomu rubidia na
  približne 6 miliard atomu vodíku.

23
Využití

• Jeho nízký ionizacní potenciál dává možnost jeho
  uplatnení ve fotocláncích, sloužících pro prímou
  premenu svetelné energie v elektrickou. Zároven
  je proto perspektivním médiem pro iontové motory,
  jako pohonné jednotky kosmických plavidel.
• Pri výrobe katodových trubic, pracujících s
  nízkotlakou náplní inertního plynu se užívá
  rubidia jako getru, tj. látky sloužící k
  zachycení a odstranení posledních zbytku
  reaktivních primíšených plynu.