1A skupina alkalijske kovine

Transcript

1 1. NALOGA: KATERA IZMED SPOJIN JE NAJBOLJ TOPNA V VODI? NaCl, KBr, RbBr ALI NaF? ZAKAJ?

2 1. NALOGA: ODGOVOR Topnost je odvisna od mrežne entalpije ΔH mr (energija, potrebna za razgradnjo kristala na anione in katione). Ta pa je odvisna od naboja kationa in aniona ter od njune velikosti oziroma od njune medsebojne oddaljenosti ter zgradbe kristala. Premo sorazmerna je zmnožku obeh nabojev in obratno sorazmerna oddaljenosti med centroma obeh ionov: z1 z2/dak. Ker sta naboja ionov pri vseh štirih spojinah ista, ( z1 = z2 = 1, je dovolj, če primerjamo medsebojne oddaljenosti ionov. Najbolj sta pri dotiku oddaljena iona Rb + in Br pri spojini RbBr, saj sta oba elementa v periodnem sistemu razvrščena najnižje v skupinah 1A in 7A. Zato je med vsemi spojinami ΔH dis pri RbBr najmanjša, topnost pa največja.

3 2. NALOGA: KAKO REAGIRAJO ELEMENTI Li, Na IN K S KISIKOM? NAPIŠI REAKCIJE IN JIH UREDI! Natrijev peroksid

4 2. NALOGA: ODGOVOR Glede na to, da so vse tri kovine v 1A skupini, bi pričakovali, da bodo formule oksidov M 2 O (M = Li, Na, K, Rb in Cs). Vendar pa samo litij reagira s kisikom do Li 2 O. Natrij se s kisikom spoji v natrijev peroksid Na 2 O 2, K pa v kalijev superoksid KO 2. Reakcije so: 4Li s + O g 2 Li O s Na s + O g Na O s K s + O g KO s 2 2

5 3. NALOGA: KATERI IZMED ELEMENTOV JE NAJBOLJŠI REDUCENT, Na, K ALI Rb? ZAKAJ?

6 3. NALOGA: ODGOVOR Reducent reducira neko drugo zvrst, sam pa se pri tem oksidira, torej odda elektrone. Najboljši reducent bo tista zvrst, ki bo»najlažje«oddala elektrone. Med danimi elementi jih bo najlažje oddal tisti, ki bo sestavljen iz največjih atomov, to pa je rubidij, saj je v skupini pod Na in K. Pri večjem atomu je elektron bolj oddaljen od jedra in je zato ionizacijska energija elementa (atoma) nižja; od tod sklepamo, da bo najboljši reducent.

7 4. NALOGA: NAPIŠI, KAJ NASTANE, ČE LITIJEV OKSID REAGIRA Z VODO. KATERI SO PRODUKTI, ČE Z VODO REAGIRA NATRIJEV PEROKSID? REAKCIJI UREDI!

8 4. NALOGA: ODGOVOR Reakcije so: Li O() s + H O l LiOH aq 2 Na O s + 2 H O l 4 NaOH aq + O g

9 5. NALOGA: SESTAVINI SMODNIKA STA TUDI ŽVEPLO IN OGLJE. NAPIŠI REAKCIJO, KI POTEČE MED OGLJIKOM IN TRETJO SESTAVINO SMODNIKA!

10 5. NALOGA: ODGOVOR V smodniku je poleg oglja C in žvepla S tudi oksidant KNO 3. Reakcija med ogljikom in kalijevim nitratom poteče takole: 4 KNO (s) + 3 C(s) 2 K CO (s) + 3 CO (g)

11 6. NALOGA: LITIJ JE EDEN REDKIH ELEMENTOV, KI REAGIRA PRI SOBNI TEMPERATURI Z DUŠIKOM TAKO, DA NASTANE NITRID. NAPIŠI IN UREDI ENAČBO REAKCIJE! ZAKAJ NASTANE AMONIAK, ČE NITRID REAGIRA Z VODO? KAM UVRŠČAMO TO REAKCIJO?

12 6. NALOGA: ODGOVOR Pri reakciji litija z dušikom nastane litijev nitrid: 6 Li s + N g 2 Li N s 2 3 Litijev nitrid je ionska spojina, sestavljena iz Li + in N 3 ionov. Ker ima nitridni anion velik negativni naboj ( 3 ) je zelo močna baza, zato zlahka reagira z molekulo vode tako, da ji»odvzame«proton: N aq + H O l NH aq + OH aq Tudi ion NH 2 je še vedno dovolj močna baza, da zlahka reagira z vodo; nastane: NH aq + H O l NH aq + OH aq Celo ion NH 2 je še dovolj bazičen, da odvzame vodi proton: NH aq + H O l NH aq + OH aq Raztopina amoniaka v vodi je bazična.

13 7. NALOGA: KAJ NASTANE, ČE V RAZTOPINO NATRIJEVEGA HIDROKSIDA UVAJAMO PO CEVKI OGLJIKOV DIOKSID? NAPIŠI ENAČBO REAKCIJE IN JO UREDI! KAM LAHKO UVRSTIŠ TO REAKCIJO?

14 7. NALOGA: ODGOVOR Natrijev hidroksid je baza, CO 2 pa je anhidrid ogljikove kisline, ki jo včasih zapišemo kot H 2 CO 3, čeprav v taki obliki ogljikova kislina ne obstaja. Reakcijo med NaOH in CO 2 uvrščamo med kislinsko-bazne reakcije. Ker nastane pri reakciji CO 3 2 ion, ne moremo govoriti o Brønstedovi pač pa Lewisovi kislinsko-bazni reakciji. Poglejmo, kako nastane karbonatni ion CO 3 2 :

15 7. NALOGA: ODGOVOR karbonatni ion reagira s prebitnimi hidroksidnimi ioni

16 8. NALOGA: NAPIŠI REAKCIJO ELEKTROLIZE NaCl. NAPIŠI REAKCIJI, KI POTEKATA NA OBEH ELEKTRODAH. KJE JE POTREBNA VIŠJA NAPETOST, PRI ELEKTROLIZI NaCl, KCl ALI RbCl? ZAKAJ?

17 8. NALOGA: ODGOVOR elektroliza 2 NaCl l 2 Na l + Cl g + katoda: 2 Na l + 2 e 2 Na l anoda: 2 Cl l Cl2 g Najvišja napetost je potrebna pri elektrolizi RbCl, zato ker je Rb med vsemi tremi kovinami (Na, K in Rb) najmočnejši reducent. 2

18 9. NALOGA: NAŠTEJ (POIMENSKO) IN ZAPIŠI FORMULE VSAJ ŠTIRIH POMEMBNIH SPOJIN NATRIJA!

19 9. NALOGA: ODGOVOR Čilski soliter (natrijev nitrat, NaNO 3 ), soda (natrijev karbonat, Na 2 CO 3 ), sol (kuhinjska sol, kamena sol, halit, NaCl), Glauberjeva sol (natrijev sulfat dekahidrat, Na 2 SO 4 10H 2 O).

20 10. NALOGA: NAPIŠI PRODUKTE, KI NASTANEJO PRI NASLEDNJIH KISLINSKO-BAZNIH REAKCIJAH: 2 4 aq (aq) a ) NaOH aq + H SO b ) KOH aq + H PO 3 4

21 10. NALOGA: ODGOVOR ker je kislina dvo- oziroma trivalentna, nastanejo lahko tudi hidrogen- in dihidrogensoli: NaOH(aq) + H SO (aq) NaOH(aq) + NaHSO (aq) KOH(aq) + H PO (aq) KOH(aq) + KH PO (aq) KOH(aq) + K HPO (aq) NaHSO (aq) + H O(l) Na SO (aq) + H O(l) KH PO (aq) + H O(l) K HPO (aq) + H O(l) K PO (aq) + H O(l) 3 4 2

22 11. NALOGA: NA LEVI STRANI VSAKE PUŠČICE ZAPIŠI PRIMERNE REAKTANTE, TAKO DA DOBIŠ NA DESNI STRANI PUŠČICE PRAVE PRODUKTE. PRI VSEH REAKTANTIH IN PRODUKTIH ZAPIŠI AGREGATNO STANJE {(g), (l), (s), (aq)} IN ENAČBE REAKCIJ UREDI. ZA VSE PRODUKTE IN REAKTANTE ZAPIŠI VRSTO VEZI, KI POVEZUJEJO DELCE, KO JE SNOV V TRDNEM STANJU. Na NaH NaOH Na CO CO CaCO CaCl

23 11. NALOGA: ODGOVOR Na NaH 2 Na s + H g 2 NaH s 2 Za reakcijo z natrijem potrebujemo plinasti vodik. Nastane le en produkt, natrijev hidrid. Natrij je kovina, delci (kovinski kationi) so povezani med seboj s kovinsko vezjo. Vodik je v trdnem stanju pri temperaturah, ki so nižje od 259 C. Molekule vodika so povezane med seboj s šibkimi medmolekulskimi silami, točneje z disperzijskimi silami, saj molekula vodika nima dipolnega momenta. NaH je sestavljen iz kationov Na + in anionov H. Kationi ni anioni so povezani s ionsko vezjo.

24 11. NALOGA: ODGOVOR Ostale reakcije (uredite jih!) so: NaH s + H O l NaOH aq + H g NaOH aq + CO aq Na CO aq + H O l Na CO aq + HCl aq NaCl aq + H O l CO g + CaO s CaCO s 2 3 Na(s) kovinska vez CaCO3 s + HCl aq CaCl2 aq + H2O l + CO2 g H 2 (g) van der Waalsova (medmolekulska) vez; disperzijske sile H 2 O(l) van der Waalsova vez (orientacijske sile) in H-vez NaOH(aq) hidratirani ioni Na + in OH v vodni raztop., Na + (aq) in OH (aq) (sile ion- dipol) CO 2 van der Waalsova vez (disperzijske sile) Na 2 CO 3 (aq) ioni Na + (aq) in CO 2 3 (aq) v vodni raztopini, (sile ion- dipol) HCl(g) van der Waalsova vez (orientacijske sile); toda le v tekočini in trdnem stanju CaO(s) ionska vez; Ca 2+ in O 2 ioni CaCO 3 (s) ionska vez; Ca 2+ in CO 2 3 ioni HCl(aq) hidratirani ioni H3O + in Cl

25 12. NALOGA: NARIŠI LEWISOVO STRUKTURO PEROKSIDNEGA IONA! KAKŠEN JE RED VEZI MED KISIKOVIMA ATOMOMA? KATERA MOLEKULA/ION JE IZOELEKTRONSKI S PEROKSIDNIM IONOM?

26 12. NALOGA: ODGOVOR Ion O 2- ima elektr. = 14 elektr. 14/2= 7 VlEP 2 Izoelektronske so tiste zvrsti, ki imajo enako število valenčnih elektronov. Ion O 2 2 ( = 14) in molekula Cl 2 (2 7 = 14) sta izoelektronska.

27 13. NALOGA: POSKUSI UGOTOVITI, KAJ BI NASTALO, ČE NATRIJ REAGIRA Z ETANOLOM!

28 13. NALOGA: ODGOVOR Če primerjamo molekulo etanola (C 2 H 5 OH) z molekulo vode H O H), ugotovimo, da je en vodikov atom zamenjan z etilno (C 2 H 5 ) skupino. Podobno kot pri vodi, reducira natrij vodik, ki je v etanolu vezan na kisikov atom: ( ) s + H g 2 C H OH l + 2 Na s 2 Na C H O

29 14. NALOGA: NAPIŠI PROTOLITSKO REAKCIJO, KI POTEČE V VODNI RAZTOPINI NATRIJEVEGA DEKAOKSOTRIFOSFATA (LAHKO TUDI DEKAOKSIDOTRIFOSFAT)!

30 14. NALOGA: P O aq + H O l HP O aq + OH aq

31 15. NALOGA: ZAPIŠI REAKCIJO ELEKTROLIZE KALIJEVEGA BROMIDA. ZAPIŠI REAKCIJI, KI PRI ELEKTROLIZI POTEKATA NA OBEH ELEKTRODAH!

32 15. NALOGA: ODGOVOR 2 KBr aq + 2 H O l 2 KOH aq + H g + Br l anoda: 2 Br aq Br l + 2 e katoda: 2 H O l + 2 e H g + 2 OH aq 2 2

33

34 DODATNO GRADIVO

35 Alkalijske kovine reakcije z vodo 35

36 Plamenski test Spojne, ki vsebujejo litij,natrij ali kalij obarvajo plamen s karakterističnimi barvami značilnimi za ustrezen element. Če segrevamo njihove spojine se obarva plamen, kot je prikazano spodaj. Litij Rdeč Natrij Rumen Kalij Vijoličen 36

37 PRIDOBIVANJE elementov I.skupine Zaradi velikih negativnih standardnih potencialov, jih pridobivamo v glavnem z elektrolizo talin *- s pomočjo evtektične zmesi s 60 % kalcijevega klorida pri 600 o C v Downovi celici. katoda grafit Na + + e Na(l) anoda jeklo 2Cl (l) Cl 2 (g) + 2e 37

38 Za primerjavo struktura NaCl: 38