I grupa (alkalni metali)ns1

Simbol elementa

Elektro-

negativn.

Redoks-potencijal (V) M+ + ē ⇄ M(s)

Energija jonizacije

(eV)

I II

Li

Na

K

Rb

Cs

1,0

0,7

E° = - 3,05

E° = - 2,71

E° = - 2,93

E° = - 2,92

E° = - 2,92

5,39

3,89

75,6

23,4Li - u vodenim rastvorima ima najjače izražene redukcione osobine

od svih alkalnih metala

M(s) → M+(aq) + ē

(1) M(s) → M(g)

(2) M(g) → M+(g) + ē

(3) M+(g) + aq → M+(aq)

Li(s) → Li+(aq) + ē

* 2 M(s) + 2 H2O → 2 M+ + 2 OH¯ + H2

- na sobnoj T: Li – reaguje sporo Na – reguje burno K - gori Rb i Cs – eksplodiraju

- čuvaju se u petroleumu (inertni ugljovodonik)

ns1 (+1) M+

IA Grupa

Metali

Reakcije

Li kiseonik 4 Li(s) + O2(g) → 2 Li2O(s)

Na 2 Na(s) + O2(g) → Na2O2(s)

4 Na(s) + O2(g) → 2 Na2O(s) (u višku metala)

K, Rb, Cs M(s) + O2(g) → MO2(s)

svi halogeni 2 M(s) + X2 → 2 MX(s)

svi sumpor 2 M(s) + S(s) → M2S(s)

Li azot 6 Li(s) + N2(g) → 2 Li3N(s)

svi voda 2 M(s) + 2 H2O(l) → 2 M+(aq) +2 OH¯(aq) + H2(g)

Li, Na, K vodonik 2 M(s) + H2 → 2 MH(s)

2 MH(s) + 2 H2O(l) → 2 M+(aq) +2 OH¯(aq) + H2(g)

oksid. jon: [O]2- peroksid. jon: [O2]2- superoksidni jon: [O2]-

M2O(s) + H2O → 2 M+ + 2 OH¯

M2O2(s) + 2 H2O → 2 M+ + 2 OH¯ + H2O2

2 MO2(s) + 2 H2O → 2 M+ + 2 OH¯ + H2O2 + O2

/ KO2, Na2O2, Li2O2 – izvor O2 u podmornicama, svemirskim

brodovima/

4 KO2 + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 3 O2

MOH – jake baze (najjače poznate) - reaguju sa CO2 iz vazduha:

2 MOH + CO2 → 2 M2CO3 + H2O

•Dobijanje :

Li, Na – elektroliza rastopa hlorida

K - redukcija KCl elemen. Na (850 °C):

Na(l) + KCl(l) → NaCl(l) + K↑

Tk(K) = 766 °C; Tk(Na) = 881 °C

* rastvaraju se u tečnom amonijaku dajući obojene rastvore:

2 Na + 2 NH3 → 2 NaNH2 + H2

amidi – kristalne supstance s visokom Tt

* boja plamena: Li - crveno

Na - žuto

K, Rb, Cs - ljubičasto

rasprostranjenost : Na ≥ K > Rb > Li > Cs » Fr

značaj: Na » Li > K > Rb > Cs -------------------------------------------------------------------------

Nalaženje: Li - relativno redak element; LiAlSi2O6

Na - jedan od najzastupljenijih elemenata u prirodi: NaCl; NaNO3; Na3AlF6; Na2B4O7·10H2O; morska voda

K - jedan od najzastupljenijih elemenata u prirodi (nešto malo manje nego Na) KCl; KCl ·MgCl2 ·6 H2O; morska voda ----------------------------------------------------------------------------------------

Litijum (Li)

Dobijanje: - elektroliza rastopa LiCl

2 Li + 2 H2O → 2 Li+ + 2 OH¯ + H2

4 Li + O2 → 2 Li2O

2 Li + H2 → 2 LiH (T)

Pravilo dijagonala: Li Be B C

Na Mg Al Si

Sličnosti Li i Mg:

- sa O2 → oksid - nestabilni i nerastv. CO3

2- i NO3¯

- na vazduhu Li daje smešu oksida i nitrida:

Li + vazd. → Li2O + Li3N

( MgO + Mg3N2)

Li2CO3(s) + H2O + CO2 → 2 LiHCO3

4 LiNO3 → 2 Li2O + 4 NO2 + O2

2 MNO3 → 2 MNO2 + O2

Jedinjenja litijuma

Halogenidi litijuma, LiX

LiF; LiCl; LiBr; LiI

Litijum-oksid, Li2O; Litijum-hidroksid, LiOH

4 Li + O2 → 2 Li2O

Li2O + H2O → 2 Li+ + 2 OH¯

2 Li + 2 H2O→ 2 Li+ +2 OH¯ + H2

Li2CO3 + Ca(OH)2 → 2 LiOH + CaCO3(s)

LiOH – jaka baza;

-upotrebljava se u alkalnim akumulatorima kao elektrolit

Litijum-nitrid; Li3N

6 Li + N2 → 2 Li3N (T)

Li3N + 3 H2O → NH3(g) + 3 Li+ + 3OH¯

Li2CO3 ; Li3PO4

Primena: - legure,

- u org. hem. za dobijanje litijumorganskih jedinjenjanja

(sličnost Li i Mg)

Natrijum (Na)

Dobijanje: - elektroliza rastopa: NaCl

NaOH

NaCl → Na+ + Cl¯

Katoda: 2 Na+ + 2 ē → 2 Na(l)

Anoda: 2 Cl¯ → Cl2(g) + 2 ē

Tt (NaCl) = 806 ºC

Tt(NaCl + CaCl2) ~ 600 ºC

NaOH → Na+ + OH¯

Katoda: 4 Na+ + 4 ē → 4 Na(l)

Anoda: 4 OH¯ → O2(g) + 2 H2O + 4 ē

2 Na(l) + 2 H2O → 2 NaOH(l) + H2

Tt (NaOH) = 318 ºC

Primena:

- jako redukciono sredstvo

- u proizvodnji boja

- za dobijanje nekih jedinjenja natrijuma (Na2O2, NaCN, NaH...)

- legure Na i K imaju nisku Tt i koriste se kao redukciona sredstva i sredstva za sušenje

Jedinjenja natrijuma

Natrijum-hidrid; NaH

Natrijum-oksid; Na2O Natrijum-peroksid; Na2O2

4 Na + O2 → 2 Na2O

Na2O + H2O → 2 Na+ + 2 OH¯

2 Na + O2 → Na2O2 /u višku vazduha/

Na2O2 + 2 H2O ⇄ 2 Na+ + 2 OH¯ + H2O2

za prečišćavanje vazd.: Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2

Natrijum-hidroksid, NaOH (kamena, kaustična soda; živa soda)

1. 2 Na + 2 H2O → 2 Na+ + 2 OH¯ + H2

2. Na2O + H2O → 2 Na+ + 2 OH¯

3. NaH + H2O → Na+ + OH¯ + H2

4. kaustifikacija sode /na 20 % rastvor Na2CO3 deluje se suspenzijom Ca(OH)2/:

2 Na+ + CO32- + Ca2+ + 2 OH¯ → 2 Na+ + 2 OH¯ + CaCO3↓

5. elektroliza rastvora NaCl:

2 NaCl → 2 Na+ + 2 Cl¯

Anoda: 2 Cl¯ → Cl2(g) + 2 ē

Katoda: 2 H2O ⇄ 2 H+ + 2 OH¯

2 H+ + 2 ē → H2

------------------------------

2 H2O + 2 ē → H2(g) + 2 OH¯

bez dijafragme: NaOH; H2; Cl2

2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O

6 NaOH + 3 Cl2 → 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O

NaOH(s) → Na+ + OH¯

Primena NaOH:

- jedan od najvažnijih produkata hemijske industrije ( u tekstilnoj ind.,

u ind. papira, sapuna, boja, kod organskih sinteza)

Halogenidi natrijuma; NaX

NaF; NaCl; NaBr; NaI

Natrijum-hlorid, NaCl

- kamena so; morska so (2,5 – 3 % NaCl) - za konzerviranje hrane, - ind. dobijanje NaOH, Na2CO3, Na, Cl2, HCl...

- 0,9 % NaCl – fiziološki rastvor

Natrijum-karbonat, Na2CO3; Natrijum-hidrogenkarbonat, NaHCO3

Solvay-ev postupak: - u konc. rastvor NaCl uvodi se NH3 i CO2

NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3

Na+ + Cl¯ + NH4

+ + HCO3¯ → NaHCO3(s) + NH4+ + Cl¯

2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

NH3 se regeneriše dejstvom Ca(OH)2 na rastvor NH4Cl:

Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O

Leblan-ov postupak:

2 NaCl + H2SO4konc → 2 HCl↑ + Na2SO4

Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2↑

Na2S + CaCO3 → CaS↓ + Na2CO3

Na2CO3 · 10 H2O

Na2CO3 – u proizvodnji stakla, sapuna, praška za pranje, u tekstilnoj ind., ind. papira

NaHCO3 – glavni sastojak praška za pecivo; - za neutralizaciju želudačne kis.

Na2CO3 → 2 Na+ + CO32-

CO32- + H2O ⇄ HCO3¯ + OH¯

H2CO3 ⇄H+ +HCO3¯ Ka1 = 1,3x10-4

HCO3¯ ⇄H+ + CO32- Ka2 = 4,6x10-11

Kb(CO32-) =

410211106,4

1410

2

x

xKaKw

NaHCO3 → Na+ + HCO3¯

HCO3¯ + H2O ⇄ H2CO3 + OH¯

Kb(HCO3¯) =

HCO3¯ + H+ → H2O + CO2

11107,74103,1

1410

1

x

xKaKw

Kalijum (K)

Dobijanje: - elektroliza rastopa: KCl ili KOH

- redukcija KCl elementarnim Na (850 ºC)

Na(l) + KCl(l) → NaCl(l) + K(g)

Primena: - za izradu fotoćelija i u org. hemiji

- ima malu radioaktivnost (1000 puta manju od U); 40K

- K (39K; 40K; 41K)

Jedinjenja kalijuma

Kalijum-hidrid, KH (ima kristalnu strukturu NaCl)

Kalijum-oksid, K2O

- dobija se zagrevanjem KNO2 ili KNO3 s elementarnim K:

2 KNO2 + 6 K → 4 K2O + N2

K2O + H2O → 2 K+ + 2 OH¯

Kalijum-peroksid, K2O2

2 K + O2 → K2O2 (sagorevanjem K s ograničenim

količinama vazduha)

2 K2O + O2 → 2 K2O2

Kalijum-superoksid; KO2

K + O2 → KO2 (sagorevanjem K s dovoljnim

količinama vazduha)

Kalijum-hidroksid, KOH - elektroliza rastvora KCl

- jaka baza, jača od NaOH - upotrebljava se za dobijanje kalijumovih sapuna; - za dobijanje K2CO3

Halogenidi kalijuma; KX

KF; KCl; KBr; KI (imaju kristalnu strukturu NaCl)

Kalijum-hlorid, KCl

~ 90 % KCl koristi se kao veštačko đubrivo

Kalijum-bromid, KBr (sedativ)

2 KOH + Br2 → KBr + KBrO + H2O

6 KOH + 3 Br2 → 5 KBr + KBrO3 + 3 H2O (T)

KBrO3 + 3 C → KBr + 3 CO

Kalijum-jodid, KI

KI + I2 ⇄ KI3

Kalijum-karbonat, K2CO3 (potaša); Kalijum-hidrogenkarbonat, KHCO3

K+ + OH¯ + CO2 → KHCO3(s)

KHCO3 - 3 x rastvorljiviji u vodi od NaHCO3

2 KHCO3(s) → K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

2 K+ + CO32- + H2O ⇄ 2 K+ + HCO3¯ + OH¯

KHCO3

K+ + OH¯ + CO2 → KHCO3(s)

K2CO3 + CO2(g) + H2O → 2 KHCO3(s)

Kalijum-nitrat, KNO3

NaNO3 + KCl → KNO3 + NaCl(s)

Kalijum-hlorat, KClO3

6 KOH + 3 Cl2 → 5 KCl + KClO3 + 3 H2O (T)

NaClO3 + KCl → KClO3 + NaCl (T)

2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2 /T, MnO2/

JUGOSLOVENSKA FARMAKOPEJA 2000

Natrii bromidum, NaBr

Natrii carbonas anhydricus, Na2CO3

Natrii carbonas decahydricus, Na2CO3·10H2O

Natrii carbonas monohydricus, Na2CO3 ·H2O

Natrii dihydrogenphosphas dihydricus, NaH2PO4 ·2H2O

Natrii fluoridum, NaF

Natrii hydrogenphosphas dihydricus, Na2HPO4 ·2H2O

Natrii hydrogenphosphas dodecahydricus, Na2HPO4 ·12H2O

Natrii hydrogenocarbonas, NaHCO3

Natrii hydroxidum, NaOH

Natrii chloridum, NaCl

Natrii iodidum, NaI

Natrii sulfas anhydricus, Na2SO4

Natrii sulfas decahydricus, Na2SO4·10H2O

Natrii sulfis anhydricus, Na2SO3

Natrii sulfis heptahydricus, Na2SO3·7H2O

Natrii thiosulfas, Na2S2O3 ·5H2O

Kalii bromidum, KBr

Kalii dihydrogenphosphoras, KH2PO4

Kalii hydrogenphosphoras, K2HPO4

Kalii hydrogenocarbonas, KHCO3

Kalii hydroxidum, KOH

Kalii chloridum, KCl

Kalii iodidum, KI

Lithii carbonas, Li2CO3