Logam alkali bagian 1. Sifat kimia khas logam alkali

LOGAM ALKALI
SUBGROUP IA. LOGAM ALKALI
LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CESIUM, PERANCIS
Struktur elektronik logam alkali ditandai dengan adanya bagian luar kulit elektron satu elektron yang terikat relatif lemah pada inti. Setiap logam alkali dimulai dengan periode baru V tabel periodik. Logam alkali mampu melepaskan elektron terluarnya lebih mudah dibandingkan unsur lain pada periode ini. Potongan logam alkali dalam lingkungan inert memiliki kilau keperakan cerah. Logam alkali Mereka dicirikan oleh kepadatan rendah, konduktivitas listrik yang baik dan meleleh pada suhu yang relatif rendah (Tabel 2).
Berkat aktivitas tinggi logam alkali tidak ada dalam bentuk murni, tetapi ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa (tidak termasuk fransium), misalnya dengan oksigen (tanah liat dan silikat) atau dengan halogen (natrium klorida). Klorida merupakan bahan baku produksi logam alkali dalam keadaan bebas. Air laut mengandung LOGAM ALKALI 3% NaCl dan sejumlah garam lainnya. Jelas sekali bahwa danau dan laut pedalaman, serta endapan garam dan air asin di bawah tanah, mengandung logam alkali halida dalam konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan air laut. Misalnya kandungan garam di perairan Great Salt Lake (Utah, USA) adalah 13.827,7%, dan di Laut Mati (Israel) hingga 31%, tergantung luas permukaan air, yang berubah seiring dengan waktu. waktu dalam setahun. Dapat diasumsikan bahwa rendahnya kandungan KCl dalam air laut dibandingkan NaCl disebabkan oleh asimilasi ion K+ oleh tumbuhan laut.
Dalam bentuk bebasnya, logam alkali diperoleh dengan elektrolisis garam cair seperti NaCl, CaCl2, CaF2 atau hidroksida (NaOH), karena tidak ada lagi logam aktif yang mampu menggantikan logam alkali dari halida. Selama elektrolisis halida, perlu untuk mengisolasi logam yang dilepaskan di katoda, karena pada saat yang sama gas halogen dilepaskan di anoda, yang secara aktif bereaksi dengan logam yang dilepaskan.
Lihat juga PRODUKSI ALKALI
Karena logam alkali hanya mempunyai satu elektron pada lapisan terluarnya, masing-masing logam alkali adalah yang paling aktif pada periodenya, sehingga Li adalah yang paling aktif dalam periodenya. logam aktif pada periode pertama terdapat delapan unsur, Na masing-masing pada periode kedua, dan K merupakan logam paling aktif pada periode ketiga, mengandung 18 unsur (masa transisi pertama).
Pada subkelompok logam alkali (IA), kemampuan mendonorkan elektron meningkat dari atas ke bawah. Sifat kimia.
Semua logam alkali bereaksi aktif dengan oksigen, membentuk oksida atau peroksida, yang berbeda satu sama lain dalam hal ini: Li berubah menjadi Li2O, dan logam alkali lainnya menjadi campuran M2O2 dan MO2, dan Rb dan Cs menyala. Semua logam alkali terbentuk dengan hidrida mirip garam hidrogen dengan komposisi M+H, stabil secara termal pada suhu tinggi, yang merupakan zat pereduksi aktif; hidrida terurai dengan air untuk membentuk alkali dan hidrogen dan melepaskan panas, menyebabkan penyalaan gas, dan laju reaksi litium ini lebih tinggi daripada Na dan K.
Lihat juga HIDROGEN; OKSIGEN. Dalam amonia cair, logam alkali larut, membentuk larutan berwarna biru, dan (tidak seperti reaksi dengan air) dapat dilepaskan kembali dengan menguapkan amonia atau menambahkan garam yang sesuai (misalnya, NaCl darinya larutan amonia

). Ketika bereaksi dengan gas amonia, reaksinya mirip dengan reaksi dengan air: Amida logam alkali menunjukkan sifat dasar yang mirip dengan hidroksida. Sebagian besar senyawa logam alkali, kecuali beberapa senyawa litium, sangat larut dalam air. Oleh ukuran atom
dan kerapatan muatan litium mendekati magnesium, sehingga sifat senyawa unsur-unsur ini serupa. Dalam hal kelarutan dan stabilitas termal, litium karbonat mirip dengan magnesium dan berilium karbonat dari unsur subkelompok IIA; karbonat ini terurai pada suhu yang relatif rendah karena ikatan MO yang lebih kuat. Garam litium lebih larut dalam pelarut organik (alkohol, eter, pelarut minyak bumi) dibandingkan garam logam alkali lainnya. Litium (seperti magnesium) bereaksi langsung dengan nitrogen membentuk Li3N (magnesium membentuk Mg3N2), sedangkan natrium dan logam alkali lainnya hanya dapat membentuk nitrida dalam kondisi yang keras. Logam subkelompok IA bereaksi dengan karbon, tetapi interaksi paling mudah terjadi dengan litium (tentu saja karena radiusnya yang kecil) dan paling tidak mudah dengan sesium. Sebaliknya, logam alkali aktif bereaksi langsung dengan CO, membentuk karbonil (misalnya K(CO)x), dan Li dan Na yang kurang aktif hanya dalam kondisi tertentu. Aplikasi. Logam alkali digunakan baik dalam industri maupun dalam laboratorium kimia paru-paru yang keras paduan, namun rapuh. Jumlah besar natrium dikonsumsi untuk menghasilkan paduan Na4Pb, yang darinya dihasilkan timbal tetraetil Pb(C2H5)4, suatu zat antiknock untuk bahan bakar bensin. Litium, natrium dan kalsium digunakan sebagai komponen paduan bantalan lunak. Elektron tunggal dan bergerak pada lapisan terluar menjadikan logam alkali sebagai konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Paduan kalium dan natrium, yang mempertahankan keadaan cair pada rentang suhu yang luas, digunakan sebagai cairan penukar panas di beberapa jenis reaktor nuklir dan karena suhu tinggi V reaktor nuklir digunakan untuk menghasilkan uap. Natrium logam dalam bentuk busbar suplai digunakan dalam teknologi elektrokimia untuk mentransmisikan arus berdaya tinggi. Litium hidrida LiH adalah sumber hidrogen yang mudah dilepaskan ketika hidrida bereaksi dengan air. Litium aluminium hidrida LiAlH4 dan litium hidrida digunakan sebagai zat pereduksi dalam bahan organik dan non-organik sintesis organik. Berkat sedikit radius ionik dan, oleh karena itu, litium dengan kepadatan muatan yang tinggi aktif dalam reaksi dengan air, oleh karena itu senyawa litium sangat higroskopis, dan litium klorida LiCl digunakan untuk mengeringkan udara saat mengoperasikan perangkat. Hidroksida logam alkali alasan yang kuat, sangat larut dalam air; mereka digunakan untuk menciptakan lingkungan basa. Natrium hidroksida, sebagai alkali termurah, digunakan secara luas (lebih dari 2,26 juta ton dikonsumsi per tahun di AS saja).
Litium. Logam paling ringan, ada dua isotop stabil dengan massa atom 6 dan 7; Isotop berat lebih umum, kandungannya 92,6% dari seluruh atom litium. Litium ditemukan oleh A. Arfvedson pada tahun 1817 dan diisolasi oleh R. Bunsen dan A. Mathiesen pada tahun 1855. Litium digunakan dalam produksi senjata termonuklir (bom hidrogen), untuk meningkatkan kekerasan paduan dan dalam bidang farmasi. Garam litium digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan kimia kaca, dalam teknologi alkali baterai, untuk mengikat oksigen selama pengelasan.
Sodium. Dikenal sejak jaman dahulu, diidentifikasi oleh H. Davy pada tahun 1807. Ini logam lunak, senyawanya seperti alkali (natrium hidroksida NaOH), soda kue (natrium bikarbonat NaHCO3) dan soda ash (natrium karbonat Na2CO3) banyak digunakan. Logam juga digunakan dalam bentuk uap pada lampu pelepasan gas redup untuk penerangan jalan.
Kalium. Dikenal sejak zaman dahulu, juga diisolasi oleh H. Davy pada tahun 1807. Garam kalium yang terkenal: kalium nitrat (kalium nitrat KNO3), kalium (kalium karbonat K2CO3), kalium kaustik (kalium hidroksida KOH), dll. Kalium logam adalah juga ditemukan berbagai aplikasi dalam teknologi paduan perpindahan panas.
Rubidium ditemukan dengan spektroskopi oleh R. Bunsen pada tahun 1861; mengandung 27,85% radioaktif rubidium Rb-87. Rubidium, seperti logam subkelompok IA lainnya, secara kimiawi sangat reaktif dan harus disimpan di bawah lapisan minyak atau minyak tanah untuk menghindari oksidasi oleh oksigen atmosfer. Rubidium memiliki beragam kegunaan, termasuk teknologi sel surya, perangkat vakum radio, dan obat-obatan.
sesium. Senyawa cesium tersebar luas di alam, biasanya dalam jumlah kecil bersama dengan senyawa logam alkali lainnya. Mineral pollucite silikat mengandung 34% cesium oksida Cs2O. Unsur ini ditemukan oleh R. Bunsen menggunakan spektroskopi pada tahun 1860. Kegunaan utama cesium adalah produksi sel fotovoltaik dan tabung elektron, salah satunya isotop radioaktif Cesium Cs-137 digunakan dalam terapi radiasi dan penelitian ilmiah.
Franc. Anggota terakhir dari keluarga logam alkali, fransium, sangat radioaktif sehingga tidak ditemukan dalam jumlah lebih dari sedikit di kerak bumi. Informasi tentang fransium dan senyawanya didasarkan pada studi tentang sejumlah kecil fransium, yang diperoleh secara artifisial (dalam akselerator energi tinggi) selama peluruhan a aktinium-227. Paling isotop berumur panjang 22387Fr meluruh dalam 21 menit menjadi partikel 22388Ra dan b. Menurut perkiraan perkiraan, jari-jari logam fransium adalah 2,7. Fransium memiliki sebagian besar sifat yang khas dari logam alkali lainnya dan ditandai dengan aktivitas donor elektron yang tinggi. Ini membentuk garam larut dan hidroksida. Dalam semua senyawa, fransium menunjukkan bilangan oksidasi I.

Ensiklopedia Collier. - Masyarakat Terbuka. 2000 .

LOGAM ALKALI

Berada dialam

Na-2,64% (berdasarkan massa), K-2,5% (berdasarkan massa), Li, Rb, Cs - apalagi, Fr - elemen yang diperoleh secara artifisial

Li

Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 – spodumena

Tidak

NaCl – garam meja (garam batu), halit

Na 2 SO 4 10H 2 O – garam Glauber (mirabilite)

NaNO 3 – sendawa Chili

Na 3 AlF 6 - kriolit
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - boraks

K

KCl NaCl – silvinit

KCl MgCl 2 6H 2 O – karnalit

K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 – feldspar (ortoklas)

Sifat logam alkali

Dengan meningkatnya nomor atom, jari-jari atom meningkat, kemampuan untuk memberi elektron valensi meningkat dan aktivitas pemulihan meningkat:

Sifat fisik

Titik leleh rendah, kepadatan rendah, lunak, dipotong dengan pisau.

Sifat kimia

Logam khas, zat pereduksi yang sangat kuat. Senyawa tersebut menunjukkan bilangan oksidasi tunggal +1. Kapasitas regeneratif meningkat seiring pertumbuhan massa atom. Semua senyawa bersifat ionik, hampir semuanya larut dalam air. Hidroksida R–OH bersifat basa, kekuatannya meningkat seiring dengan bertambahnya massa atom logam.

Mudah terbakar di udara dengan pemanasan sedang. Dengan hidrogen mereka membentuk hidrida seperti garam. Produk pembakaran paling sering berupa peroksida.

Daya reduksi meningkat pada deret Li–Na–K–Rb–Cs

1. Berinteraksi aktif dengan air:

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Reaksi dengan asam:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

3. Reaksi dengan oksigen:

4Li + O 2 → 2Li 2 O(litium oksida)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (natrium peroksida)

K + O 2 → KO 2 (kalium superoksida)

Di udara, logam alkali langsung teroksidasi. Oleh karena itu, disimpan di bawah lapisan pelarut organik (minyak tanah, dll).

4. Dalam reaksi dengan non-logam lainnya, senyawa biner terbentuk:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (halida)

2Na + S → Na 2 S (sulfida)

2Na + H 2 → 2NaH (hidrida)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitrida)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (karbida)

5. Reaksi kualitatif terhadap kation logam alkali - pewarnaan nyala api dengan warna berikut:

Li+ – merah tua

Na+ – kuning

K + , Rb + dan Cs + – ungu

Kuitansi

Karena Logam alkali adalah zat pereduksi terkuat; logam alkali hanya dapat direduksi dari senyawa melalui elektrolisis garam cair:
2NaCl=2Na+Cl2

Penerapan logam alkali

Paduan bantalan litium, katalis

Lampu pelepasan gas natrium, pendingin dalam reaktor nuklir

Rubidium - pekerjaan penelitian

Cesium – fotosel

Oksida, peroksida dan superoksida logam alkali

Kuitansi

Oksidasi logam hanya menghasilkan litium oksida

4Li + O 2 → 2Li 2 O

(dalam kasus lain, peroksida atau superoksida diperoleh).

Semua oksida (kecuali Li 2 O) diperoleh dengan memanaskan campuran peroksida (atau superoksida) dengan logam berlebih:

Na 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O

KO 2 + 3K → 2K 2 O

Logam alkali - nama umum elemen kelompok 1 tabel periodik unsur kimia. Komposisinya adalah: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), fransium (Fr), dan unsur hipotetis - ununennium (Uue). Nama golongan tersebut berasal dari nama natrium dan kalium hidroksida yang larut, yang mempunyai reaksi basa dan berasa. Mari kita pertimbangkan fitur-fitur umum struktur atom unsur, sifat, persiapan dan aplikasi zat sederhana.

Penomoran grup yang ketinggalan jaman dan baru

Menurut sistem penomoran yang sudah ketinggalan zaman, logam alkali yang menempati kolom vertikal paling kiri pada tabel periodik diklasifikasikan menjadi Grup I-A. Pada tahun 1989, International Chemical Union (IUPAC) mengusulkan opsi lain (jangka panjang) sebagai opsi utama. Logam alkali menurut klasifikasi baru dan penomoran terus menerus mengacu pada kelompok 1. Kompleks ini dibuka oleh perwakilan periode ke-2 - litium, dan diakhiri oleh unsur radioaktif periode ke-7 - fransium. Semua logam golongan 1 mengandung satu elektron s di kulit terluar atomnya, yang mudah dilepaskan (dipulihkan).

Struktur atom logam alkali

Unsur-unsur golongan 1 dicirikan oleh adanya tingkat energi kedua, yang mengulangi struktur gas inert sebelumnya. Litium memiliki 2 elektron di lapisan kedua dari belakang, dan 8 elektron di lapisan sisanya. DI DALAM reaksi kimia atom dengan mudah melepaskan elektron s terluarnya, memperoleh konfigurasi yang menguntungkan secara energetik gas mulia. Unsur golongan 1 memiliki energi ionisasi dan keelektronegatifan (EO) yang rendah. Mereka dengan mudah membentuk ion positif bermuatan tunggal. Ketika berpindah dari litium ke fransium, jumlah proton dan elektron serta jari-jari atom bertambah. Rubidium, cesium, dan fransium lebih mudah melepaskan elektron terluarnya dibandingkan unsur-unsur sebelumnya dalam satu golongan. Akibatnya, pada kelompok dari atas ke bawah, kapasitas regeneratifnya meningkat.

Oksidasi logam alkali yang mudah mengarah pada fakta bahwa unsur-unsur golongan 1 ada di alam dalam bentuk senyawa kation bermuatan tunggal. Kandungan natrium di kerak bumi adalah 2,0%, kalium - 1,1%. Unsur lain ditemukan dalam jumlah kecil, misalnya cadangan fransium - 340 g Natrium klorida larut dalam air laut, air garam danau garam dan muara, dan membentuk endapan batu atau garam meja. Seiring dengan halit, terjadi silvinit NaCl. KCl dan silvit KCl. Feldspar dibentuk oleh kalium aluminosilikat K2. Natrium karbonat dilarutkan dalam air sejumlah danau, dan cadangan unsur sulfat terkonsentrasi di perairan Laut Kaspia (Kara-Bogaz-Gol). Ada deposit natrium nitrat di Chili (sendawa Chili). Ada sejumlah terbatas senyawa litium yang terbentuk secara alami. Rubidium dan cesium ditemukan sebagai pengotor dalam senyawa unsur golongan 1, dan fransium ditemukan dalam bijih uranium.

Urutan penemuan logam alkali

Ahli kimia dan fisikawan Inggris G. Davy pada tahun 1807 melakukan elektrolisis lelehan alkali, memperoleh natrium dan kalium dalam bentuk bebas untuk pertama kalinya. Pada tahun 1817 orang Swedia ilmuwan Johann Arfvedson menemukan unsur litium dalam mineral, dan pada tahun 1825 G. Davy mengisolasi logam murni. Rubidium pertama kali ditemukan pada tahun 1861 oleh R. Bunsen dan G. Kirchhoff. Peneliti Jerman menganalisis komposisi aluminosilikat dan memperoleh garis merah pada spektrum yang sesuai dengan unsur baru tersebut. Pada tahun 1939, Margarita Pere, seorang karyawan Institut Radioaktivitas Paris, menetapkan keberadaan isotop fransium. Dia menamai elemen tersebut untuk menghormati tanah airnya. Ununennium (eka-francium) adalah nama awal dari jenis atom baru dengan nomor seri 119. Simbol kimia Uue digunakan sementara. Sejak tahun 1985, para peneliti telah mencoba mensintesis unsur baru, yang akan menjadi unsur pertama pada periode ke-8, dan unsur ketujuh pada kelompok pertama.

Sifat fisik logam alkali

Hampir semua logam alkali memiliki warna putih keperakan dan kilau logam saat baru dipotong (cesium berwarna kuning keemasan). Di udara, kilaunya memudar dan lapisan film abu-abu muncul; pada litium berubah menjadi hitam kehijauan. Logam ini memiliki kekerasan paling besar di antara kelompok tetangganya, tetapi lebih rendah dari bedak, mineral paling lembut pada skala Mohs. Natrium dan kalium mudah dibengkokkan dan dapat dipotong. Rubidium, cesium dan fransium dalam bentuk murninya berbentuk massa seperti adonan. Pelelehan logam alkali terjadi pada suhu yang relatif rendah. Untuk litium mencapai 180,54 °C. Natrium meleleh pada suhu 97,86 °C, kalium - pada 63,51 °C, rubidium - pada 39,32 °C, cesium - pada 28,44 °C. Massa jenis logam alkali lebih kecil dibandingkan massa jenis zat terkaitnya. Litium mengapung di minyak tanah, naik ke permukaan air, kalium dan natrium juga mengapung di dalamnya.

Keadaan kristal

Kristalisasi logam alkali terjadi dalam sistem kubik (berpusat pada benda). Atom-atom dalam komposisinya memiliki pita konduksi, tingkat gratis elektron mana yang dapat ditransfer. Partikel aktif inilah yang melakukan aktivitas khusus ikatan kimia- logam. Struktur umum tingkat energi dan alam kisi kristal jelaskan persamaan unsur golongan 1. Ketika berpindah dari litium ke sesium, massa atom unsur meningkat, yang menyebabkan peningkatan kepadatan secara alami, serta perubahan sifat lainnya.

Sifat kimia logam alkali

Satu-satunya elektron terluar dalam atom logam alkali tertarik lemah ke inti, oleh karena itu mereka dicirikan oleh energi ionisasi yang rendah dan afinitas elektron negatif atau mendekati nol. Unsur-unsur golongan 1, yang memiliki aktivitas pereduksi, praktis tidak mampu melakukan oksidasi. Pada golongan dari atas ke bawah, aktivitas reaksi kimia meningkat:

Persiapan dan penggunaan logam alkali

Logam yang termasuk dalam golongan 1 diproduksi secara industri melalui elektrolisis lelehan halida dan senyawa alami lainnya. Ketika terurai oleh tindakan arus listrik ion positif di katoda memperoleh elektron dan direduksi menjadi logam bebas. Pada elektroda yang berlawanan, anion teroksidasi.

Selama elektrolisis lelehan hidroksida di anoda, partikel OH - dioksidasi, oksigen dilepaskan dan air diperoleh. Metode lain adalah reduksi termal logam alkali dari garam cair dengan kalsium. Zat dan senyawa sederhana mempunyai unsur golongan 1 signifikansi praktis. Litium berfungsi sebagai bahan baku energi nuklir dan digunakan dalam peroketan. Dalam metalurgi digunakan untuk menghilangkan sisa hidrogen, nitrogen, oksigen, dan belerang. Hidroksida digunakan untuk melengkapi elektrolit dalam baterai alkaline.

Natrium diperlukan untuk energi nuklir, metalurgi, sintesis organik. Cesium dan rubidium digunakan dalam pembuatan sel surya. Hidroksida dan garam banyak digunakan, terutama klorida, nitrat, sulfat, dan karbonat logam alkali. Kation memiliki aktivitas biologis; ion natrium dan kalium sangat penting bagi tubuh manusia.

Logam alkali mudah bereaksi dengan nonlogam:

2K + Saya 2 = 2KI

2Na + H 2 = 2NaH

6Li + N 2 = 2Li 3 N ( reaksi sedang berlangsung sudah pada suhu kamar)

2Na + S = Na 2 S

2Na + 2C = Na 2 C 2

Dalam reaksi dengan oksigen, setiap logam alkali menunjukkan individualitasnya sendiri: ketika terbakar di udara, litium membentuk oksida, natrium - peroksida, kalium - superoksida.

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Na + O 2 = Na 2 O 2

K + O 2 = KO 2

Persiapan natrium oksida:

10Na + 2NaNO 3 = 6Na 2 O + N 2

2Na + Na 2 O 2 = 2Na 2 O

2Na + 2NaON = 2Na 2 O + H 2

Interaksi dengan air menyebabkan pembentukan alkali dan hidrogen.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Interaksi dengan asam:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2

8Na + 5H 2 SO 4 (konsentrasi) = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O

2Li + 3H 2 SO 4 (konsentrasi) = 2LiHSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

8Na + 10HNO 3 = 8NaNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Ketika berinteraksi dengan amonia, Amida dan Hidrogen terbentuk:

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

Interaksi dengan senyawa organik:

H ─ C ≡ C ─ H + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H 2

2CH 3 Cl + 2Na → C 2 H 6 + 2NaCl

2C 6 H 5 OH + 2Na → 2C 6 H 5 ONa + H 2

2CH 3 OH + 2Na → 2 CH 3 ONa + H 2

2CH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COOOONa + H 2

Reaksi kualitatif terhadap logam alkali adalah pewarnaan nyala api oleh kationnya. Ion Li+ mewarnai nyala api merah tua, ion Na+ – kuning, K+ – ungu.

Senyawa logam alkali

Oksida.

Oksida logam alkali adalah oksida basa yang khas. Bereaksi dengan asam dan oksida amfoter, asam, air.

3Na 2 O + P 2 O 5 = 2Na 3 PO 4

Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2

Na 2 O + 2HCl = 2NaCl + H 2 O

Na 2 O + 2H + = 2Na + + H 2 O

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH

Peroksida.

2Na 2 O 2 + CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Na 2 O 2 + CO = Na 2 CO 3

Na 2 O 2 + JADI 2 = Na 2 JADI 4

2Na 2 O + O 2 = 2Na 2 O 2

Na 2 O + NO + NO 2 = 2NaNO 2

2Na 2 O 2 = 2Na 2 O + O 2

Na 2 O 2 + 2H 2 O (dingin) = 2NaOH + H 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2H 2 O (hor.) = 4NaOH + O 2

Na 2 O 2 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 (cakrawala terbagi) = 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O + O 2

2Na 2 O 2 + S = Na 2 SO 3 + Na 2 O

5Na 2 O 2 + 8H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 5O 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4

Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI = I 2 + 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2FeSO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

3Na 2 O 2 + 2Na 3 = 2Na 2 CrO 4 + 8NaOH + 2H 2 O

Basa (alkali).

2NaOH (kelebihan) + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 (berlebihan) = NaHCO 3

SO 2 + 2NaOH (berlebih) = Na 2 SO 3 + H 2 O

SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O

2NaOH + Al 2 O 3 2NaAlO 2 + H 2 O

2NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O = 2Na

NaOH + Al(OH)3 = Na

2NaOH + 2Al + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

2KOH + 2NO2 + O2 = 2KNO3 + H2O

KOH + KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O

2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2

3KOH + P 4 + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3

2KOH (dingin) + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O

6KOH (panas) + 3Cl 2 = KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O

6NaOH + 3S = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

NaI → Na + + I –

di katoda: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – 1

di anoda: 2I – – 2e → I 2 1

2H 2 O + 2I – H 2 + 2OH – + Saya 2

2H2O + 2NaI H2 + 2NaOH + I2

2NaCl 2Na + Cl2

di katoda di anoda

2Na 2 HPO 4 Na 4 P 2 O 7 + H 2 O

KNO 3 + 4Mg + 6H 2 O = NH 3 + 4Mg(OH) 2 + KOH

4KClO 3 KCl + 3KClO 4

2KClO3 2KCl + 3O 2

KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O

Na 2 JADI 3 + S = Na 2 S 2 O 3

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S↓ + SO 2 + H 2 O

2NaI + Br 2 = 2NaBr + Saya 2

2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2

Saya sebuah kelompok.

1. Pelepasan listrik dialirkan ke permukaan larutan soda kaustik yang dituangkan ke dalam labu, dan udara di dalam labu berubah menjadi coklat, yang menghilang setelah beberapa waktu. Larutan yang dihasilkan diuapkan secara hati-hati dan ditentukan bahwa residu padatnya adalah campuran dua garam. Ketika campuran ini dipanaskan, gas dilepaskan dan satu-satunya zat yang tersisa. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

2. Zat yang dilepaskan di katoda selama elektrolisis lelehan natrium klorida dibakar dalam oksigen. Produk yang dihasilkan ditempatkan dalam gasometer yang diisi karbon dioksida. Zat yang dihasilkan ditambahkan ke dalam larutan amonium klorida dan larutan dipanaskan. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

3) Asam nitrat dinetralkan dengan baking soda, larutan netral diuapkan secara hati-hati dan residunya dikalsinasi. Zat yang dihasilkan ditambahkan ke dalam larutan kalium permanganat yang diasamkan dengan asam sulfat, dan larutan menjadi tidak berwarna. Produk reaksi yang mengandung nitrogen ditempatkan dalam larutan natrium hidroksida dan ditambahkan debu seng, dan gas dengan bau menyengat dilepaskan. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

4) Zat yang diperoleh di anoda selama elektrolisis larutan natrium iodida dengan elektroda inert direaksikan dengan kalium. Produk reaksi dipanaskan dengan asam sulfat pekat, dan gas yang dibebaskan dilewatkan melalui larutan panas kalium kromat. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan

5) Zat yang diperoleh di katoda selama elektrolisis lelehan natrium klorida dibakar dalam oksigen. Produk yang dihasilkan secara berturut-turut diolah dengan sulfur dioksida dan larutan barium hidroksida. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan

6) Fosfor putih larut dalam larutan kalium hidroksida, melepaskan gas berbau bawang putin, yang secara spontan terbakar di udara. Produk padat reaksi pembakaran direaksikan dengan soda kaustik sedemikian rupa sehingga menghasilkan zat putih mengandung satu atom hidrogen; ketika zat terakhir dikalsinasi, natrium pirofosfat terbentuk. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan

7) Sebuah logam yang tidak diketahui terbakar dalam oksigen. Produk reaksi berinteraksi dengan karbon dioksida untuk membentuk dua zat: zat padat yang berinteraksi dengan larutan asam klorida dengan pelepasan karbon dioksida, dan zat sederhana berbentuk gas yang mendukung pembakaran. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

8) Gas coklat dilewatkan melalui larutan kalium kaustik berlebih dengan adanya udara berlebih. Serutan magnesium ditambahkan ke larutan yang dihasilkan dan dipanaskan, dan gas yang dihasilkan menetralkan asam nitrat. Larutan yang dihasilkan diuapkan secara hati-hati, dan produk reaksi padat dikalsinasi. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

9) Selama dekomposisi termal garam A dengan adanya mangan dioksida, terbentuk garam biner B dan gas yang mendukung pembakaran dan merupakan bagian dari udara; Ketika garam ini dipanaskan tanpa katalis, garam B dan garam dari asam yang mengandung oksigen lebih tinggi akan terbentuk. Ketika garam A berinteraksi dengan asam klorida, gas kuning-hijau (zat sederhana) dilepaskan dan garam B terbentuk. Garam B mewarnai nyala api ungu, ketika berinteraksi dengan larutan perak nitrat, terbentuk endapan putih.

10) Serutan tembaga ditambahkan ke asam sulfat pekat yang dipanaskan dan gas yang dilepaskan dilewatkan melalui larutan soda kaustik (berlebihan). Produk reaksi diisolasi, dilarutkan dalam air dan dipanaskan dengan belerang, yang larut sebagai hasil reaksi. Asam sulfat encer ditambahkan ke larutan yang dihasilkan. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

11) Garam meja diolah dengan asam sulfat pekat. Garam yang dihasilkan diolah dengan natrium hidroksida. Produk yang dihasilkan dikalsinasi dengan kelebihan batubara. Gas yang dilepaskan bereaksi dengan adanya katalis dengan klorin. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

12) Natrium bereaksi dengan hidrogen. Produk reaksi dilarutkan dalam air, sehingga membentuk gas yang bereaksi dengan klor, dan larutan yang dihasilkan, bila dipanaskan, bereaksi dengan klor membentuk campuran dua garam. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

13) Natrium dibakar dalam oksigen berlebih, sehingga menghasilkan zat kristal ditempatkan dalam tabung kaca dan karbon dioksida dilewatkan melalui itu. Gas yang keluar dari tabung dikumpulkan dan fosfor dibakar di atmosfernya. Zat yang dihasilkan dinetralkan dengan larutan natrium hidroksida berlebih. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

14) Larutan asam klorida ditambahkan ke dalam larutan yang diperoleh dengan mereaksikan natrium peroksida dengan air ketika dipanaskan sampai reaksi selesai. Larutan garam yang dihasilkan dielektrolisis dengan elektroda inert. Gas yang terbentuk akibat elektrolisis di anoda dilewatkan melalui suspensi kalsium hidroksida. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

15) Larutan natrium hidroksida dilewatkan belerang dioksida sampai garam sedang terbentuk. Larutan kalium permanganat dalam air ditambahkan ke dalam larutan yang dihasilkan. Endapan yang dihasilkan dipisahkan dan diolah dengan asam klorida. Gas yang dilepaskan dilewatkan melalui larutan dingin kalium hidroksida. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

16) Campuran logam silikon (IV) oksida dan magnesium dikalsinasi. Zat sederhana yang diperoleh sebagai hasil reaksi diolah dengan larutan natrium hidroksida pekat. Gas yang dilepaskan dilewatkan melalui natrium yang dipanaskan. Zat yang dihasilkan dimasukkan ke dalam air. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

17) Produk reaksi litium dengan nitrogen diolah dengan air. Gas yang dihasilkan dilewatkan melalui larutan asam sulfat sampai reaksi kimia berhenti. Solusi yang dihasilkan diolah dengan larutan barium klorida. Larutannya disaring, dan filtratnya dicampur dengan larutan natrium nitrat dan dipanaskan. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

18) Natrium dipanaskan dalam atmosfer hidrogen. Ketika air ditambahkan ke zat yang dihasilkan, evolusi gas dan pembentukan larutan bening diamati. Gas coklat dilewatkan melalui larutan ini, yang diperoleh dari interaksi tembaga dengan larutan pekat asam nitrat. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

19) Natrium bikarbonat dikalsinasi. Garam yang dihasilkan dilarutkan dalam air dan dicampur dengan larutan aluminium, sehingga terbentuk endapan dan pelepasan gas tidak berwarna. Endapan diolah dengan larutan asam nitrat berlebih, dan gas dilewatkan melalui larutan kalium silikat. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

20) Natrium menyatu dengan belerang. Senyawa yang dihasilkan diolah dengan asam klorida, gas yang dilepaskan bereaksi sempurna dengan sulfur (IV) oksida. Zat yang dihasilkan diolah dengan asam nitrat pekat. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

21) Natrium dibakar dalam oksigen berlebih. Zat yang dihasilkan diolah dengan air. Campuran yang dihasilkan direbus, setelah itu klorin ditambahkan ke dalam larutan panas. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

22) Kalium dipanaskan dalam atmosfer nitrogen. Zat yang dihasilkan diolah dengan asam klorida berlebih, setelah itu suspensi kalsium hidroksida ditambahkan ke dalam campuran garam yang dihasilkan dan dipanaskan. Gas yang dihasilkan dilewatkan melalui tembaga (II) oksida panas. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

23) Kalium dibakar dalam atmosfer klorin, garam yang dihasilkan diolah dengan larutan perak nitrat berlebih. Endapan yang terbentuk disaring, filtratnya diuapkan dan dipanaskan secara hati-hati. Garam yang dihasilkan diolah dengan larutan brom dalam air. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

24) Litium bereaksi dengan hidrogen. Produk reaksi dilarutkan dalam air, sehingga membentuk gas yang bereaksi dengan brom, dan larutan yang dihasilkan, bila dipanaskan, bereaksi dengan klor membentuk campuran dua garam. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

25) Natrium terbakar di udara. Padatan yang dihasilkan menyerap karbon dioksida, melepaskan oksigen dan garam. Garam terakhir dilarutkan dalam asam klorida, dan larutan perak nitrat ditambahkan ke larutan yang dihasilkan. Terbentuk endapan putih. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

26) Oksigen terkena aliran listrik di ozonizer. Gas yang dihasilkan dilewatkan melalui larutan kalium iodida berair, dan gas baru, tidak berwarna dan tidak berbau, dilepaskan, mendukung pembakaran dan respirasi. Di atmosfer, gas terakhir membakar natrium, dan padatan yang dihasilkan bereaksi dengan karbon dioksida. Tuliskan persamaan reaksi yang dijelaskan.

Saya sebuah kelompok.

1. N 2 + O 2 2TIDAK

2NO + O 2 = 2NO 2

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

2.2NaCl 2Na + Cl2

di katoda di anoda

2Na + O 2 = Na 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Na 2 CO 3 + 2NH 4 Cl = 2NaCl + CO 2 + 2NH 3 + H 2 O

3. NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

NaNO 3 + 4Zn + 7NaOH + 6H 2 O = 4Na 2 + NH 3

4. 2H2O + 2NaI H2 + 2NaOH + I2

2K + Saya 2 = 2KI

8KI + 5H 2 SO 4 (konsentrasi) = 4K 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O

3H 2 S + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 4KOH

5. 2NaCl 2Na + Cl2

di katoda di anoda

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Na 2 O 2 + JADI 2 = Na 2 JADI 4

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaOH

6. P 4 + 3KOH + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3

2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O

P 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + H 2 O

Struktur eksternal lapisan elektronik dalam atom unsur golongan I memungkinkan kita, pertama-tama, berasumsi bahwa unsur tersebut tidak mempunyai kecenderungan untuk menambah elektron. Di sisi lain, donasi satu elektron terluar, tampaknya, terjadi dengan sangat mudah dan mengarah pada pembentukan kation monovalen yang stabil dari unsur-unsur tersebut.

Pengalaman menunjukkan bahwa asumsi ini sepenuhnya dibenarkan hanya dalam kaitannya dengan elemen kolom kiri (Li, Tidak, K dan analognya). Untuk tembaga dan analognya, pernyataan tersebut hanya setengah benar: dalam arti tidak adanya kecenderungan untuk menambahkan elektron. Pada saat yang sama, lapisan 18 elektronnya, yang terjauh dari inti, ternyata belum sepenuhnya terfiksasi dan, dalam kondisi tertentu, mampu kehilangan sebagian elektron. Yang terakhir ini memungkinkan keberadaannya, bersama dengan C. monovalenkamu, Agustusdan Akamujuga senyawa unsur-unsur yang dipertimbangkan, sesuai dengan valensinya yang lebih tinggi.

Kesenjangan antara asumsi yang diperoleh dari model atom dan hasil eksperimen menunjukkan bahwa pertimbangan sifat-sifat unsur didasarkan padahanyastruktur elektronik atom dan tanpa memperhitungkan ciri-ciri lainnya tidak selalu cukup karakteristik kimia elemen-elemen ini bahkan dalam fitur-fiturnya yang paling kasar.

Logam alkali.

Nama logam alkali yang diterapkan pada unsur-unsur deret Li-Cs disebabkan oleh fakta bahwa hidroksidanya merupakan basa kuat. Sodium Dan kalium merupakan salah satu unsur yang paling umum, masing-masing berjumlah 2,0 dan 1,1% dari jumlah total atom kerak bumi. Isi di dalamnya litium (0,02%), rubidium (0,004%) dan sesium (0,00009%) sudah jauh lebih kecil, dan Perancis - dapat diabaikan. Unsur Na dan K baru diisolasi pada tahun 1807. Litium ditemukan pada tahun 1817, cesium dan rubidium - masing-masing pada tahun 1860 dan 1861. Unsur No. 87 - fransium - ditemukan pada tahun 1939, dan menerima namanya pada tahun 1946. Natrium dan cesium alami. merupakan unsur “murni” (23 Na dan 133 Cs), litium tersusun dari isotop 6 Li (7,4%) dan 7 Li (92,6%), kalium tersusun dari isotop 39 K (93,22%).
40 K (0,01%) dan 41 K (6,77%), rubidium - dari isotop 85 Rb (72,2%) dan 87 Rb (27,8%). Dari isotop fransium, yang paling penting adalah 223 Fr ( durasi rata-rata umur atom adalah 32 menit).

Prevalensi:

Hanya senyawa logam alkali yang ditemukan di alam. Natrium dan kalium bersifat konstan komponen banyak silikat. Dari masing-masing mineral, natrium adalah yang paling penting - garam meja (NaCl) adalah bagian dari air laut dan di wilayah tertentu di permukaan bumi membentuk endapan besar di bawah lapisan batuan aluvial garam batu. Lapisan atas endapan tersebut terkadang mengandung akumulasi garam kalium dalam bentuk lapisan silvinit (mKCl∙nNaCl), ka rnalit (KCl MgCl 2 6H 2 O), dll, yang berfungsi sebagai sumber utama untuk memperoleh senyawa unsur ini. Memiliki nilai industri Hanya sedikit akumulasi alami garam kalium yang diketahui. Sejumlah mineral diketahui mengandung litium, namun akumulasinya jarang terjadi. Rubidium dan cesium terjadi hampir secara eksklusif sebagai pengotor dalam kalium. Jejak Perancis selalu terkandung di dalamnya bijih uranium . Mineral litium, misalnya, spodumene Dan lepidolit (Li 2 KAl). Bagian dari potasium di dalamnya kadang-kadang digantikan oleh rubidium. Hal yang sama berlaku untuk karnalit, yang bisa berfungsi sumber yang bagus memperoleh rubidium. Mineral yang relatif langka ini paling penting untuk teknologi cesium mencemari - CsAI(SiO3) 2.

Kuitansi:

Dalam keadaan bebasnya, logam alkali dapat diisolasi dengan elektrolisis garam klorida cairnya. Natrium memiliki kepentingan praktis yang utama, produksi dunia tahunannya lebih dari 200 ribu ton. Diagram instalasi produksinya dengan elektrolisis lelehan NaCl ditunjukkan di bawah ini. Bak mandi terdiri dari selubung baja dengan lapisan fireclay, anoda grafit (A) dan katoda besi annular (K), di antaranya terdapat diafragma jaring. Elektrolitnya biasanya bukan NaCl murni (mp 800 ℃), tetapi campuran yang lebih mudah melebur sekitar 40% NaCl dan 60% CaCl 2, sehingga memungkinkan untuk bekerja pada suhu sekitar 580 °C. Natrium logam, yang terkumpul di bagian atas ruang katoda annular dan masuk ke kolektor, mengandung sedikit (hingga 5%) campuran kalsium, yang kemudian dilepaskan hampir seluruhnya (kelarutan Ca dalam natrium cair pada titik lelehnya poinnya hanya 0,01%). Saat elektrolisis berlangsung, NaCl ditambahkan ke dalam bak mandi. Konsumsi listrik sekitar 15 kWh per 1 kg Na.

2NaCl→ 2Na+Cl 2

Ini menarik:

Sebelum metode elektrolitik diperkenalkan ke dalam praktik, natrium logam diperoleh dengan memanaskan soda dengan batu bara sesuai dengan reaksi:

Na 2 CO 3 +2C+244kkal→2Na+3CO

Produksi logam K dan Li jauh lebih sedikit dibandingkan produksi natrium. Litium diperoleh dengan elektrolisis lelehan LiCl + KCl, dan kalium diperoleh dengan aksi uap natrium pada lelehan KCl, yang mengalir berlawanan arah ke kolom distilasi khusus (dari bagian atasnya keluar uap kalium). Rubidium dan cesium di dalam skala besar hampir tidak pernah ditambang. Waktu penerimaan jumlah kecil Logam-logam ini mudah digunakan dengan memanaskan kloridanya dengan logam kalsium dalam ruang hampa.

2LiCl→2Li+Cl 2

Sifat fisik:

Dengan tidak adanya udara, litium dan analognya berwarna putih keperakan (kecuali cesium kekuningan) dengan kilau logam yang kurang lebih kuat. Semua logam alkali dicirikan oleh kepadatan rendah, kekerasan rendah, suhu rendah meleleh dan mendidih serta konduktivitas listrik yang baik. Konstanta terpentingnya dibandingkan di bawah ini:

Karena kepadatannya yang rendah, Li, Na dan K mengapung di atas air (bahkan Li di atas minyak tanah). Logam alkali mudah dipotong dengan pisau, dan kekerasan yang paling lembut - cesium - tidak melebihi kekerasan lilin. Nyala api tidak bercahaya dari logam alkali pembakar gas dan sejenisnya senyawa yang mudah menguap Mereka dicat dengan warna-warna khas, di mana warna kuning cerah yang melekat pada natrium adalah yang paling pekat.

Ini menarik:

Diwujudkan secara eksternal dalam bentuk pewarnaan nyala api, pancaran sinar cahaya oleh atom logam alkali yang dipanaskan disebabkan oleh lompatan elektron dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah. Misalnya, karakteristik garis kuning pada spektrum natrium muncul ketika elektron melompat dari level 3p ke level 3s. Jelasnya, untuk kemungkinan lompatan seperti itu, diperlukan eksitasi awal atom, yaitu transfer satu atau lebih elektronnya ke elektron yang lebih tinggi. tingkat energi. Dalam kasus yang dipertimbangkan, eksitasi dicapai karena panasnya nyala api (dan memerlukan pengeluaran sebesar 48 kkal/g-atom); secara umum, hal ini dapat dihasilkan dari pemberian energi pada atom berbagai jenis. Logam alkali lainnya menyebabkan munculnya warna nyala berikut: Li - merah tua, K-ungu, Rb - merah kebiruan, Cs - biru.

Spektrum pendaran langit malam menunjukkan adanya radiasi natrium kuning yang konstan. Ketinggian tempat asalnya diperkirakan 200-300 km.T. Artinya, atmosfer pada ketinggian tersebut mengandung atom natrium (tentu saja, dalam jumlah yang dapat diabaikan). Terjadinya radiasi dijelaskan oleh sejumlah proses dasar (tanda bintang menunjukkan keadaan tereksitasi; M adalah partikel ketiga - O 2, O 0, N 2, dll.): Na + O 0 + M = NaO + M* , lalu NaO + O=O 2 + Na* dan terakhir Na*= Na +λν.

Natrium dan kalium sebaiknya disimpan dalam wadah tertutup rapat di bawah lapisan minyak tanah yang kering dan netral. Kontaknya dengan asam, air, senyawa organik terklorinasi, dan karbon dioksida padat tidak dapat diterima. Anda tidak boleh mengumpulkan sisa-sisa kalium kecil, yang mudah teroksidasi (karena sifatnya yang relatif permukaan besar). Residu kalium dan natrium yang tidak terpakai dalam jumlah kecil dihancurkan melalui interaksi dengan alkohol berlebih, dalam jumlah besar dengan pembakaran di atas bara api. Logam alkali yang mudah terbakar di dalam ruangan paling baik dipadamkan dengan menutupinya dengan bubuk soda abu kering.

Sifat kimia:

Dari sudut pandang kimia, litium dan analognya adalah logam yang sangat reaktif (dan aktivitasnya biasanya meningkat dari Li ke Cs). Dalam semua senyawa, logam alkali bersifat monovalen. Terletak di paling kiri rangkaian tegangan, mereka berinteraksi secara energik dengan air sesuai dengan skema berikut:

2E + 2H 2 O = 2EON + H 2

Ketika bereaksi dengan Li dan Na, pelepasan hidrogen tidak disertai dengan penyalaannya; untuk K sudah terjadi, dan untuk Rb dan Cs interaksinya berlanjut dengan ledakan.

· Jika terkena udara, bagian segar Na dan K (pada tingkat lebih rendah, Li) segera ditutupi dengan lapisan tipis produk oksidasi. Oleh karena itu, Na dan K biasanya disimpan di bawah minyak tanah. Na dan K yang dipanaskan di udara mudah terbakar, sedangkan rubidium dan cesium terbakar secara spontan bahkan pada suhu biasa.

4E+O 2 →2E 2 O (untuk litium)

2E+O 2 →E 2 O 2 (untuk natrium)

E+O 2 →EO 2(untuk potasium, rubidium dan cesium)

Aplikasi praktis terutama ditemukan pada natrium peroksida (Na 2 0 2). Secara teknis, ia diperoleh melalui oksidasi logam natrium yang diatomisasi pada suhu 350°C:

2Na+O 2 →Na 2 O 2 +122kkal

· Lelehan zat sederhana mampu bergabung dengan amonia membentuk Amida dan Imida, Solvat:

2Na meleleh +2NH 3 →2NaNH 2 +H 2 (natrium tengah)

2Na meleleh +NH 3 →Na 2 NH+H 2 (natrium imida)

Na meleleh +6NH 3 → (natrium solvat)

Ketika peroksida berinteraksi dengan air, reaksi berikut terjadi:

2E 2 O 2 +2H 2 O=4EOH+O 2

Interaksi Na 2 O 2 dengan air disertai dengan hidrolisis:

Na 2 O 2 +2H 2 O→2NaOH + H 2 O 2 +34 kkal

Ini menarik:

InteraksiNa 2 O 2 dengan karbon dioksida sesuai skema

2Na 2 O 2 + 2CO 2 =2Na 2 CO 3 +O 2 +111 kkal

berfungsi sebagai dasar penggunaan natrium peroksida sebagai sumber oksigen dalam masker gas isolasi dan seterusnya kapal selam. Murni atau mengandung berbagai bahan tambahan (misalnya pemutih yang dicampur dengan garam Ni atau Ckamu) natrium peroksida memiliki nama teknis "oxylitol". Persiapan campuran oxylitol sangat berguna untuk memperoleh oksigen, yang dilepaskan di bawah pengaruh air. Oxylitol yang dikompresi menjadi kubus dapat digunakan untuk mendapatkan aliran oksigen yang seragam dalam peralatan konvensional untuk menghasilkan gas.

Na 2 O 2 +H 2 O=2NaOH+O 0 (oksigen atom dilepaskan karena penguraian hidrogen peroksida).

Kalium superoksida ( KO 2) sering dimasukkan dalam oxylitol. Interaksinya dengan karbon dioksida dalam hal ini mengikuti persamaan keseluruhan:

Na 2 O 2 + 2KO 2 + 2CO 2 = Na 2 CO 3 + K 2 CO 3 + 2O 2 + 100 kkal, yaitu karbon dioksida digantikan oleh oksigen dengan volume yang sama.

· Mampu membentuk ozonida. Pembentukan kalium ozonida-KO 3 mengikuti persamaan:

4KOH+3O 3 = 4KO 3 + O 2 +2H 2 O

Ini adalah zat kristal merah dan merupakan zat pengoksidasi kuat. Selama penyimpanan, KO 3 terurai perlahan sesuai persamaan 2NaO 3 →2NaO 2 +O 2 +11 kkal sudah dalam kondisi normal. Ia langsung terurai dengan air sesuai dengan skema keseluruhan 4 KO 3 +2 H 2 O=4 KOH +5 O 2

· Mampu bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida ionik, menurut skema umum:

Interaksi hidrogen dengan logam alkali yang dipanaskan lebih lambat dibandingkan dengan logam alkali tanah. Dalam kasus Li, pemanasan hingga 700-800 °C diperlukan, sedangkan analognya sudah berinteraksi pada 350-400 °C. Hidrida logam alkali adalah zat pereduksi yang sangat kuat. Oksidasinya oleh oksigen atmosfer dalam keadaan kering relatif lambat, tetapi dengan adanya uap air, prosesnya semakin cepat sehingga dapat menyebabkan penyalaan hidrida secara spontan. Hal ini terutama berlaku untuk hidrida K, Rb dan Cs. Reaksi hebat terjadi dengan air sesuai dengan skema berikut:

EN+ H 2 HAI= H 2 +EON

EH+O2 →2EOH

Ketika NaH atau KH bereaksi dengan karbon dioksida, ia terbentuk garam yang sesuai asam format:

NaH+CO 2 →HCOONa

Mampu membentuk kompleks:

NaH+AlCl 3 →NaAlH 4 +3NaCl (natrium alanat)

NaAlH 4 → NaH+AlH 3

Oksida logam alkali normal (kecuali Li 2 0) dapat dibuat hanya secara tidak langsung . Mereka mewakili padatan warna berikut:

Na 2 O+2HCl=2NaCl+H 2 O

Hidroksida logam alkali (EOH) adalah zat tidak berwarna dan sangat higroskopis yang menimbulkan korosi pada sebagian besar bahan yang bersentuhan dengannya. Oleh karena itu nama mereka kadang-kadang digunakan dalam praktik - alkali kaustik. Kulit terkena alkali tubuh manusia membengkak hebat dan menjadi licin; dengan tindakan yang lebih lama, luka bakar dalam yang sangat menyakitkan akan terbentuk. Alkali kaustik sangat berbahaya bagi mata (disarankan untuk memakai kacamata pengaman saat bekerja). Alkali apa pun yang mengenai tangan atau pakaian Anda harus segera dicuci dengan air, kemudian area yang terkena harus dibasahi dengan larutan asam yang sangat encer dan dibilas lagi dengan air.

Semuanya relatif dapat melebur dan mudah menguap tanpa terurai (kecuali LiOH, yang menghilangkan air untuk diperoleh). logam hidroksida-alkali Metode elektrolitik terutama digunakan. Produksi skala paling besar adalah elektrolisis natrium hidroksida berair pekat larutan garam meja:

2NaCl+2H 2 O→2NaOH+Cl 2 +H 2

Ø Apakah alasan tipikal:

NaOH+HCl=NaCl+H 2 O

2NaOH+CO 2 =Na 2 CO 3 +H 2 O

2NaOH+2NO 2 =NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O

Ø Mampu membentuk kompleks:

NaOH+ZnCl 2 = (ZnOH)Cl+NaCl

2Al+2NaOH+6H 2 O=2Na+3H 2

Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O

Al(OH)3 +NaOH=Na

Ø Mampu bereaksi dengan nonlogam :

Cl 2 +2KOH=KCl+KClO+H 2 O (reaksi terjadi tanpa pemanasan)

Cl 2 +6KOH=5KCl+KClO 3 +3H 2 O (reaksi terjadi dengan pemanasan)

3S+6NaOH=2Na 2 S+Na 2 JADI 3 +3H 2 O

Ø Digunakan dalam sintesis organik (khususnya, kalium dan natrium hidroksida, natrium hidroksida ditunjukkan dalam contoh):

NaOH+C 2 H 5 Cl=NaCl+C 2 H 4 (metode pembuatan alkena, etilen (etena) dalam dalam hal ini), larutan alkohol natrium hidroksida digunakan.

NaOH+C 2 H 5 Cl=NaCl+C 2 H 5 OH(metode untuk memproduksi alkohol, dalam hal ini etanol), larutan natrium hidroksida berair digunakan.

2NaOH+C 2 H 5 Cl=2NaCl+C 2 H 2 +H 2 O (metode untuk memproduksi alkuna, dalam hal ini asetilena (etina), digunakan larutan alkohol natrium hidroksida.

C 6 H 5 OH (fenol) +NaOH= C 6 H 5 ONa+H 2 O

NaOH(+CaO)+CH 3 COONa→Na 2 CO 3 CH 4 (salah satu metode untuk memproduksi metana)

Ø Anda perlu mengetahui penguraian beberapa garam:

2KNO 3 →2KNO 2 +O 2

4KClO 3→ KCl+3KClO 4

2KClO 3→ KCl+3O 2

4Na 2 JADI 3 →Na 2 S+3Na 2 JADI 4

Patut dicatat bahwa penguraian nitrat terjadi kira-kira pada kisaran 450-600 ℃, kemudian meleleh tanpa penguraian, tetapi ketika mencapai kira-kira 1000-1500 ℃, penguraian terjadi sesuai dengan skema berikut:

4LiNO 2 →2Li 2 O+4NO+O 2

Ini menarik:

K 4 [ Fe(CN) 6 ]+ FeCl 3 = KFe[ Fe(CN) 6 ]+3 KCl(reaksi kualitatif terhadapFe3+)

3K 4 +4FeCl 3 =Fe 4 3 +12KCl

Na 2 O 2 +2H 2 O=2NaOH+ H 2 O 2

4NaO 2 +2H 2 O=4NaOH+ 3O 2

4NaO3 +2H 2 O=4NaOH+5O 2 (reaksi natrium ozonida dengan air )

2NaO 3 → 2NaO 2 +O 2(Penguraian terjadi pada suhu yang berbeda, misalnya: penguraian natrium ozonida pada -10 °C, cesium ozonida pada +100 °C)

NaNH 2 +H 2 O→ NaOH+NH 3

Na 2 NH+2H 2 O→ 2NaOH+NH 3

Na 3 N+3H 2 O→3NaOH+NH 3

KNO 2 +2Al+KOH+5H 2 O→2K+NH 3

2NaI + Na 2 O 2 + 2H 2 JADI 4 →I 2 ↓+ 2Na 2 JADI 4 + 2H 2 O

Fe 3 O 4 +4NaH=4NaOH+3Fe

5NaN 3 +NaNO 3 →8N 2 +3Na 2 O

Aplikasi:

Natrium banyak digunakan dalam sintesis senyawa organik dan sebagian lagi untuk memperoleh beberapa turunannya. Dalam teknologi nuklir digunakan sebagai pendingin.

Lithium sangat penting untuk teknologi termonuklir. Dalam industri karet, digunakan dalam produksi karet buatan (sebagai katalis polimerisasi), dalam metalurgi - sebagai bahan tambahan yang berharga untuk beberapa logam dan paduan lainnya. Misalnya, menambahkan hanya seperseratus persen litium akan meningkatkan kekerasan aluminium dan paduannya secara signifikan, dan menambahkan 0,4% litium ke timbal akan meningkatkan kekerasannya hampir tiga kali lipat tanpa mengurangi ketahanan terhadap tekukan. Ada indikasi bahwa bahan tambahan cesium serupa akan meningkatkan kualitas secara signifikan sifat mekanik magnesium dan melindunginya dari korosi, namun demikianlah kegunaannya. Natrium hidrida kadang-kadang digunakan dalam metalurgi untuk mengisolasi logam langka dari koneksi mereka. Larutan 2% dalam NaOH cair digunakan untuk menghilangkan kerak dari produk baja (setelah satu menit direndam di dalamnya, produk panas direndam dalam air, yang direduksi sesuai persamaan

Fe 3 O 4 + 4NaH = 4NaOH + 3Fe (kerak hilang).

Diagram skema instalasi pabrik untuk memproduksi soda oleh amoniametode (Solvay, 1863).

Batu kapur dibakar dalam tungku (L), dan CO 2 yang dihasilkan memasuki menara karbonisasi (B), dan CaO dipadamkan dengan air (C), setelah itu Ca(OH) 2 dipompa ke dalam mixer (D), dimana ia bertemu dengan NH 4 Cl , ini melepaskan amonia. Yang terakhir memasuki penyerap (D) dan menjenuhkan larutan NaCl kuat di sana, yang kemudian dipompa ke menara karbonisasi, di mana, ketika berinteraksi dengan CO 2, NaHCO 3 dan NH 4 Cl terbentuk. Garam pertama hampir seluruhnya diendapkan dan tertahan pada filter vakum (E), dan garam kedua dipompa kembali ke dalam mixer (D). Dengan demikian, NaCl dan batu kapur terus dikonsumsi, dan diperoleh NaHCO 3 dan CaCl 2 (yang terakhir dalam bentuk limbah produksi). Natrium bikarbonat kemudian ditransfer dengan pemanasan menjadi soda.

Editor: Galina Nikolaevna Kharlamova