1. skupina

Question 1

lastnosti in pridobivanje 1. skupine elementov in reakcije

Answer 1

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr so značilne kovine s kationskim kemizmom.
V naravi je Na in K nad 2%, drugih več kot stokrat manj. Glavni vir Na je morska voda, K
dobimo v halogenidih (silvin - KCl) v raznih soliščih (izsušenih morjih), drugi elementi iz te
skupine se nahajajo predvsem v silikatih (npr. Li v spodumnu LiAlSi2O6
.
Pridobivamo jih z elektrolizo talin kloridov.
Primer poti do litija
Na2CO3 + 2LiAlSi2O6 → Li2CO3 + 2NaAlSi2O6 (soda in spodumen, oba slabo topna, suspenzija)
Li2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → 2LiHCO3(aq) (S CO2
, nastane topen LiHCO3, filtriranje)
2LiHCO3(aq) → Li2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) (segrevanje do suhega karbonata)
Li2CO3(s) + 2 HCl(aq) → 2LiCl(aq) + CO2(aq) + H2O(l) (Pretvorba v LiCl, nato sušenje)
2LiCl(l) → 2Li(l) + Cl2(g) (elektroliza, za znižanje tališča na 450 – 500 oC dodajo KCl)

Question 2

Zakaj je litij najmočnejši reducent, čeprav ima največjo ionizacijsko energijo?

Answer 2

Zakaj je litij najmočnejši reducent, čeprav ima največjo ionizacijsko energijo?
Gre za redoks potencial v vodnih raztopinah, kar je povezano z DG za proces
M+
(aq) + e- → M(s)
Proces lahko tudi obrnemo in zanj ločeno obravnavamo entalpijski in entropijski
prispevek: ΔHskupno = ΔHatomiz + IE + ΔHhidrat (DG = DH – TDS)
Ugotovimo, da je pri redoks potencialu pomembna tudi entalpija hidratacije, ki je pri Li
najbolj eksotermna in kompenzira visoko ionizacijsko energijo. (Razlike v DShidrat so
manjše – produkti TDS se razlikujejo za ~ 10 kJ/mol in ne vplivajo veliko.

Question 3

reakcije 1. skupine elementov (potek)

Answer 3

Kovine reagirajo z vodo do hidroksidov (sproščanje vodika)

Hidridi nastanejo z direktno sintezo. Z vodo reagirajo do hidroksidov in vodika

Pri gorenju s kisikom nastanejo litijev oksid, natrijev peroksid in hiperoksidi
(superoksidi) K, Rb in Cs

Question 4

bazičnost in kislost elementov 1. skupine ter spojine njihovih elementov

Answer 4

Alkalijski hidroksidi so močne baze, njihove soli so dobro topne (izjema je NaHCO3) in
velikega pomena v industriji in laboratoriju (na primer NaCl).
Spojine alkalijski elementov so ionske in se pri višji temperaturi navadno talijo, ne da
bi pri tem razpadle.
Izjeme:
Plamenske reakcije

Question 5

Primer poti do litija, reakcije

Answer 5

Na2CO3 + 2LiAlSi2O6 → Li2CO3 + 2NaAlSi2O6 (soda in spodumen, oba slabo topna, suspenzija)
Li2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → 2LiHCO3(aq) (S CO2
, nastane topen LiHCO3, filtriranje)
2LiHCO3(aq) → Li2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) (segrevanje do suhega karbonata)
Li2CO3(s) + 2 HCl(aq) → 2LiCl(aq) + CO2(aq) + H2O(l) (Pretvorba v LiCl, nato sušenje)
2LiCl(l) → 2Li(l) + Cl2(g) (elektroliza, za znižanje tališča na 450 – 500 oC dodajo KCl)