12. Alkalimetalle (Ray Vl 10)

Question 1

Ionisierungsnergie nimmt mit Ordnungszahl

Answer 1

ab

Question 2

Reaktivität nimmt mit Ordnungszahl

Answer 2

zu

Question 3

Flammenfärbung:

Li

Answer 3

Kaminrot

Question 4

Flammenfärbung:

Na

Answer 4

Gelb

Question 5

Flammenfärbung:

K

Answer 5

Violett

Question 6

Flammenfärbung:

Rb

Answer 6

Violett

Question 7

Flammenfärbung:

Cs

Answer 7

Blau

Question 8

Reaktion von alle Alkalimetalle mit Wasser

mit höhere Ordnungszahl wird mehr _____

Answer 8

2M + 2H2O –> 2MOH + H2

mit höhere Ordnungszahl wird mehr exotherm, weil IE kleiner wird

bei Cs: explosionsartig

Question 9

Reaktion von alle Alkalimetallen mit Wasserstoff

Answer 9

2M + H2 —-> 2MH (salzartige Hydrid)

und dann

MH + H2O —> H2 + MOH

Question 10

Reaktion von alle Alkalimetallen mit Halogene

Answer 10

M + X2 —> 2MX

Question 11

Flammenfärbung

Answer 11

Alle Alkalimetallen zeigen Flammenfärbung

thermische Anregung —> vom Grundzustand zum angeregte Zustand

Lichtemission –> zurück in Grundzustand

verschiedene Energiedifferenz zwischen Grund- und angeregte Zustand –> verschiedene Farben

Question 12

Reaktion von Alkalimetalle mit verdünnten Ammoniaklösung

Answer 12

nur bei verdünnten Ammoniak Lösung

Na + nNH3(fl) —> Na+ + (e-)(NH3)n

NH3 - kovalente Hydrid, H hat partielle positive Ladung
NH3 solvatisierte Elektronen - blau gefärbt

Question 13

Solvatisierung

Answer 13

Interaktion zwischen Ion (oder elektron) und Lösungsmittel

Question 14

Reaktion von Alkalimetalle bei konzentrierte Ammoniak? Solvatisierung?

Answer 14

keine Solvatisierung

Na + 2NH3 –> 2NaNH2 + H2

Question 15

Solvatisierung bei Alkalimetalle mit Wasser?

Answer 15

Nein

heftige Reaktion unter Laugen- und Wasserstoffbildung

2M + 2H2O —> 2MOH + H2

Question 16

Reaktivität mit Sauerstoff - bei alle Alkalimetalle gleich?

Answer 16

Nein, unterschiedlich abhängig von der Größe –> -oxid, -peroxid oder -superoxid

Question 17

Sauerstoff und oxide

Answer 17

O2 Sauerstoff 
(OZ = 0)

+e-

–> O2^- Superoxid (mit radikal)
(OZ = -1/2)

+e-

–> O2^2- Peroxid
(OZ = -I)

+2e-

–> 2O^2- Oxid
(OZ = -II)

Question 18

Sauerstoff / oxide - para/ diamagnetisch

Answer 18

paramagnetisch:
Sauerstoff, Superoxid

diamagnetisch:
peroxid, oxid

Question 19

Li + O2

Answer 19

4Li + O2 –> 2Li2O

= Li+ + O^2- = Lithiumoxid

Question 20

Na + O2

Answer 20

Na + O2 –> Na2O2

= 2Na+ + O2^2- = Natriumperoxid

Question 21

K + O2

Answer 21

K + O2 –> KO2

= K+ + O2^- = Kaliumsuperoxid

Rb, Cs auch so

Question 22

Superoxid

Answer 22

O2^-

Question 23

Peroxid

Answer 23

O2^2-

Question 24

Alkalimetalle Reaktion mit Stickstoff

Answer 24

nur Li (klein) reagiert mit N

6Li + N2 –> 2Li3N

Na, K, Rb, Cs - keine Reaktion mit N

Question 25

Reaktion von Li2O mit H2O

Answer 25

Lithiumoxid + Wasser –> 2LiOH

Question 26

Reaktion von Na2O2 mit H2O

Answer 26

Natriumperoxid + Wasser –> 2NaOH + H2O2

Question 27

Reaktion von KO2 mit H2O

Produkte stabil?

Answer 27

2Kaliumsuperoxid + 2Wasser –> 2KOH + 2HO2

2HO2 = protonierte Superoxid: nicht stabil

2HO2 –> H2O2 + O2
Superoxid –> peroxid + wasserstoff = Disproportionierung

also: 2KO2 + 2H2O –> 2KOH + H2O2 + O2

Question 28

Gewinnung von Natrium - Name von Verfahren?

Warum nicht NaCl-Lösung?

Answer 28

Schmelzflusselektrolyse von geschmolzene NaCl = Downs Verfahren

Warum nicht Lösung: es würden sich Wasserstoff bilden

Question 29

Gewinnung von Natrium:

Elektrolyt? Warum so?

Answer 29

Geschmolzene Mischung von NaCl / CaCl2 / BaCl2

Geschmolzene reine NaCl: Schmelzpunkt = 800° - zu hoch!

Mischung mit CaCl2, BaCl2: Schmelzpunkt = 580°

Question 30

Gewinnung von Natrium:

läuft in ________ ab

Answer 30

Downs-Zelle

Question 31

Gewinnung von Natrium:

Kathode aus ____
Reaktion an Kathode

Answer 31

Stahl

Na+ + e- —> Na

Question 32

Gewinnung von Natrium:

Anode aus ____
Reaktion an Anode

Answer 32

Grafit

2Cl- - e- —> Cl2

Question 33

Gewinnung von Natrium:

Anode und Kathode müssen _______ sein. Warum?

Answer 33

getrennt

Alkalimetalle reagieren mit Halogene!

Question 34

Alkalimetalle-Hydroxide sind starke _____, weil Alkalimetallen sehr ______ sind.

Innerhalb der Gruppe _____ die ________

Die Hydroxide sind stark ______ Substanzen

Answer 34

sind starke Base

sehr elektropositiv sind

steigt die Elektropositivität

ätzend!

Question 35

NaOH Gewinnung

Answer 35

NaOH sehr wichtig für Industrie

Gewinnung durch Elektrolyse von NaCl-Lösung

Question 36

NaOH Gewinnung

Kat / An

Answer 36

Kathode:
2H2O + 2e- —> H2 + 2OH-

Anode:
2Cl- - 2e- —> Cl2
2Na+ + 2OH- —> 2NaOH

(oder andere Variation)

Question 37

Reaktion von Alkalimetallen-Hydroxide mit CO2

Answer 37

NaOH + CO2(g) —–> Na2CO3(aq) + H2O(aq)

Question 38

Reaktion von Alkalimetallen-Hydroxide mit CO2?

bei Überschuss von CO2?

Answer 38

NaOH + CO2(g) —–> Na2CO3(aq) + H2O(aq)

dann

Na2CO3 + H2O + CO2 —–> 2NaHCO3↓ (nicht löslich)

Question 39

Reaktion von Alkalimetallen-Hydroxide mit CO2 - zurück von Natron

Answer 39

Erhitzen von Natron

NaHCO3 —-> Na2CO3(aq) + H2O + CO2(g)

Question 40

Synthese von Soda:

Name von Verfahren

Gesamtreaktion

Answer 40

Ammoniak-Soda-Verfahren = Solvay Verfahren

NaCl + CaCO3 ⇌ CaCl2 + Na2CO3

Question 41

Ammoniak-Soda-Verfahren:

Erzeugung von CO2

Answer 41

Kalkbrennen:

CaCO3 erhitzen —–> CaO + CO2

(fast immer: Metallcarbonat erhitzen —> oxide + CO2)

Question 42

Ammoniak-Soda-Verfahren:

Erzeugung von Natron

Answer 42

Ammoniak mit CO2, Wasser
NH3 + CO2 + H2O —> NH4+ + HCO3- = NH4HCO3

Dann mit NaCl:
NH4+ + HCO3- + NaCl —> NH4Cl + NaHCO3

Question 43

Ammoniak-Soda-Verfahren:

Erzeugung von Soda

Answer 43

NaHCO3 erhitzen ca 200° —-> Na2CO3 + H2O + CO2

H2O und CO2 entweichen

Question 44

Ammoniak-Soda-Verfahren:

Wiedergewinnung von Ammoniak

2NH4Cl + CaO —>

Answer 44

2NH4Cl + CaO —> 2NH3 + CaCl2 + H2O

Question 45

Verwendung von Soda

Answer 45

Na2CO3

Putzmittel

Wasserenthärtung
CaCl2 + Na2CO3 —-> CaCO3↓ + 2NaCl

Glasherstellung
Na2CO3 + SiO2 —> Na2SiO3 + CO2