Groupe Ia - Les alcalins Flashcards
Le groupe I ou le groupe des métaux alcalins, situé dans le bloc _, est un groupe homogène qui comprend les éléments suivants: _________, _________, _________, __________, __________, ____________.
s;
Lithium;
Potassium;
Rubidium;
Césium;
Francium.
Les deux éléments alcalins les plus abondants dans la croûte terrestre sont le _________ et le _________.
sodium;
potassium.
En raison de leur caractère ___________, les métaux alcalins n’existent pas sous forme __________ mais seulement dans des composés _________ ou sous forme de _________________________.
très réducteur;
élémentaire;
minéraux;
sels dissous dans l’eau de mer.
A l’exception de ___________, les alcalins sont présents dans le nature dans de très nombreux _____________, à l’état trop dispersé pour que ces derniers puissent constituer en général des sources exploitables des éléments.
Lithium;
minéraux silicatés.
Le lithium est présent en ________ quantité dans presque tous les minerais, il accompagne le _______ et le ________en petite quantité.
faible;
sodium et potassium.
Le minerai principal du Lithium est le _____________et on le retrouve également dans la ________________.
spodumène (LiAl(SiO3)2);
triphylite (LiFe(PO4)).
Le sodium est très répandu dans la _______ et _________.
terre et les mers
Les mers contiennent __% de NaCl.
03%
Principaux sels et minerais du Sodium: __________, ___________, ___________, ____________, _____________, _____________, _______________.
- Sel gemme ou Halite (NaCl),
- Feldspath Na [AlSi3O8];
- Nitrate de Sodium (NaNO3);
- Cryolithe (NaAlF6);
- Sylvinite (KCl-NaCl);
- Borax (Na2B4O7,10H2O);
- Carbonates de Sodium (Na2CO3).
Il n’ y a que ____% de potassium dans l’eau de mer.
0.08%
Le potassium est retenu préférentiellement par les autres sédiments et plantes terrestres. (V/F)
V
Les sels et minerais les plus importants du potassium sont: __________, _________, __________, __________, ____________, _____________.
La sylvine : KCl;
La sylvinite : KCl- NaCl;
La carnallite : KCl-MgCl2 6H2O;
La kaïnite : KCl-MgSO4 3H2O;
Le nitrate : salpêtre KNO3;
Le feldspath de potassium : K[AlSi3O8].
Des sels de sodium et de potassium se trouvent également dans les résidus d’évaporation des mers anciennes sous forme de : _________, _________, __________, ____________.
sel gemme;
sylvine;
sylvinite;
carnallite.
Le rubidium est aussi abondant que _______, _______, _______ mais aucune espèce minéralogique ne contient du rubidium pur.
Nickel;
Cuivre;
Zinc.
Le rubidium est un sous produit de l’obtention du _________ à partir d’un _____________ : la __________.
lithium;
alumino-silicate;
lépidolite.
Le césium, beaucoup plus rare, forme un silicate: la ______________________.
Pollucite (Cs,Na)2(Al2Si4O12),H2O.
Le césium est un sous produit d’obtention du Lithium. (V/F)
V
Le 223Francium est un élément _________présent dans les minerais d’___________.
radioactif;
uranium.
La préparation des métaux alcalins se fait par électrolyse en milieu _____, en raison de leur _______________.
anhydre;
fort pouvoir réducteur.
Le lithium est fabriqué par électrolyse d’un mélange fondu de ___ et ___ vers ___°C.
LiCl et KCl;
450 °C.
Le sodium est produit à partir d’un mélange fondu de ____et ____vers ____°C.
NaCl et CaCl2;
580°C.
Le ___________ est obtenu comme sous-produit à l’anode lors de l’électrolyse de Lithium ou Sodium.
dichlore Cl2
L’ajout de ________permet de diminuer la température de fusion et de réduire le coût du procédé d’électrolyse.
chlorures
Le sodium fondu, étant _______ que le mélange NaCl/CaCl2, est récupéré à la surface, à l’abri de ______.
moins dense;
Air.
Le potassium, le rubidium et le césium, étant _____, sont obtenus par __________.
volatils;
réduction de leurs chlorures.
Le potassium est réduit par du sodium à environ ___°C.
850°C
Le rubidium et le césium sont réduits par du _________ à environ ___°C, sous pression réduite.
calcium fondu;
750°C.
Outre l’électrolyse et la réduction des chlorures, on obtient les métaux alcalins par __________________.
Dissociation thermique des azotures
Les ressemblances diagonales sont d’autant plus importantes avec les éléments __________.
légers
La structure électronique des éléments du groupe 1 est de type: __________.
[gaz rare] ns1
Tous les éléments du groupe I possèdent dans leur couche externe, ___électrons s dans une ______________.
01;
orbitale sphérique.
Les couches électroniques immédiatement inférieures sont saturées et stables : la _____________ est donc la valence exclusive des éléments du groupe I.
monovalence
Les atomes du groupe 1 qui sont les plus gros dans chaque période correspondante. (V/F)
V
Le volume des ions du groupe I est très grand et croit de __ à __.
Lithium à Francium
Les électrons externes étant éloignés, leur extraction est relativement facile donc les potentiels d’ionisation sont ________ et la réactivité des métaux alcalins est grande en donnant des espèces _________ qui réagissent avec des espèces ____________.
faibles;
cationiques M+;
anioniques.
Les valeurs des électronégativités du groupe I sont très faibles. (V/F)
V
Conséquences de l’électronégativité faible des alcalins: ____________, _____________, ______________, _______________.
- Liaisons ioniques avec les éléments anioniques;
- Grande réactivité avec les éléments très électronégatifs;
- Stabilité des sels;
- Caractère fortement basique des hydroxydes.
Les alcalins sont des métaux _____ de faible _______.
solides;
dureté.
Le caractère métallique évolue de __ à __.
Li à Cs
Les alcalins sont de mauvais conducteurs d’électricité. (V/F)
F: bons
Les métaux alcalins sont de couleur _____ sauf le _____ qui est jaune d’or.
argenté;
césium.
Les points de fusion et d’ébullition des alcalins sont _________ et diminuent quand augmente la ____________.
très faibles;
dimension.
Tous les composés du groupe 1 sont blancs sauf si le _________________.
radical acide est coloré
Les sels volatils colorent la flamme d’un bec bunsen en donnant une teinte caractéristique:
- Lithium : _____________________;
- Sodium : _____________________;
- Potassium : __________________;
- Rubidium : ___________________;
- Césium : ______________________.
- Lithium : rouge carmin 670.8nm
- Sodium : jaune 589.6/589 nm
- Potassium : rouge violet 769.9/766.5 nm
- Rubidium : rouge foncé 794.8/780 nm
- Césium : bleu violet 459.3/455.5nm
La réactivité des alcalins croit avec le ___________, donc en allant de __ à __.
numéro atomique;
Li à Cs
Tous les métaux alcalins décomposent l’eau avec ______________ et formation d’_____________.
dégagement d’hydrogène;
hydroxyde
La réaction entre M et H2O est de plus en plus violente en allant de __ à __.
Li à Cs
Les métaux alcalins forment essentiellement trois familles de composés oxygénés _________, ____________, ___________.
- Oxydes;
- Peroxydes;
- Superoxydes.
La combustion des alcalins dans l’air conduit à un composé oxygéné prédominant:
Lithium: _____________;
Sodium: _____________;
Potassium, Rubidium et Césium: _________________.
Monoxyde Li2O;
Peroxyde Na2O2;
Superoxydes KO2, RbO2, CsO2.
Les peroxydes et les superoxydes réagissent avec l’eau et les acides avec formation de ___ et ___.
H2O2;
O2.
Les métaux alcalins forment avec l’hydrogène des _____________ MH( M+ H-) , dont le plus stable est l’hydrure de ________.
hydrures ioniques;
lithium.
Les réactions des alcalins avec les dihalogènes sont souvent __________, puisqu’elles mettent en jeu des corps simples dont les éléments présentent la plus grande différence d’_________________.
violentes (Li –> Cs);
électronégativité.
Les réactions des alcalins avec les dihalogènes engendrent des _____________.
halogénures alcalins stables
Le carbone agit à température _____ seulement sur le _____ en formant le ___________ hydrolysable avec dégagement d’_____________.
élevée;
lithium;
carbure Li2C2;
acétylène.
Les sels alcalins sont, de façon générale, solubles dans l’eau. (V/F)
V
La ________ des sels de lithium, ____________ sels de sodium et ____ de sels de potassium peuvent cristalliser avec des molécules d’eau d’hydratation.
plupart;
de nombreux;
peu.
Les sels de rubidium et de césium cristallisent toujours à l’état _________.
anhydre
L’hydratation des cations est d’autant plus aisée que le cation est ___________.
plus petit
L’azote réagit facilement avec le lithium en formant le ________ ; les autres métaux alcalins n’agissent pas sur l’azote.
nitrure Li3N
Dans les ___________, les métaux alcalins remplacent l’_______ et forment des __________, comme l’_____________ ou le ________________.
acides organiques;
hydrogène;
sels ioniques;
acétate de sodium;
benzoate de potassium.
Les ions métalliques sont _________pour former facilement des complexes, mais on obtient, avec des molécules organiques comme l’__________ ou l’___________, des composés chélatés où le métal montre habituellement un nombre de coordination de _ ou _.
trop gros;
aldéhyde salicylique;
acétylacétone;
4 ou 6.
Propriétés particulières du Lithium: ___________, ___________, __________, ___________, ______________.
- Points de fusion et d’ébullition plus élevés ainsi qu’une dureté supérieure aux autres alcalins;
- Forme un nitrure (Li₃N), similaire aux éléments du groupe 2;
- Forme des carbonates, phosphates, et fluorures insolubles dans l’eau, comme les composés du magnésium;
- Hydrate plus fortement l’ion Li⁺ et ses composés comparés à ceux des autres alcalins;
- Montre une électropositivité plus faible, rendant beaucoup de ses composés moins stables.
Les composés du sodium sont très nombreux: ________________(13)
- L’hydroxyde NaOH
- L’oxyde Na2O
- Le peroxyde Na2O2
- Les halogénures NaCl – NaF – NaBr – NaI
- Les sels oxygénés du chlore = hypochlorite NaClO
- Les chlorates NaClO3
- Le cyanure de sodium NaCN
- Les sulfures NaHS et Na2S
- Les sulfates NaHSO4 Na2SO4
- Les nitrates NaNO3
- Les phosphates
- Le carbonate Na2CO3 et le bicarbonate NaHCO3
- Les silicates Na2SiO3
L’hydroxyde de sodium NaOH, également appelé _____________, est une __________ qui se présente à température ambiante sous forme de _______________ fortement ________________.
« soude caustique »;
base forte;
cristaux blancs translucides;
hygroscopiques.
Laissé à l’air , l’hydroxyde de sodium absorbe l’eau de l’humidité atmosphérique et _______________. Il est dit ______________.
se dissout dans cette eau de solvatation;
déliquescent.
Le NaOH est un composé ___________ très soluble dans l’eau à température ambiante.
ionique ( Na+, OH-)
La dissolution du NaOH s’accompagne d’un important dégagement de __________ ; la solution saturée obtenue, très _______ et très _________, porte le nom de __________.
chaleur;
visqueuse;
caustique;
lessive de soude.
Dans le commerce le NaOH est livré soit sous forme ______________________ ou sous forme _______________________.
solide ( pastille , bâton cylindrique, bloc, poudre , perle ,écaille);
aqueuse ( lessive) à différentes concentrations.
Le NaOH est une base forte qui se combine aux acides pour donner des sels en général ___________________.
très solubles dans l’eau
Deux méthodes de préparation de NaOH: _____________ et ______________.
Caustification;
Electrolyse du NaCl.
Préparation de la soude par caustification, étapes: _________________ et ______________________.
- Traiter une solution de carbonate de sodium (Na2CO3) avec du lait de chaux [Ca(OH)2] à l’ébullition;
- Filtration pour éliminer l’excès de chaux et carbonate de calcium et évaporation.
La soude obtenu par caustification est _______ avec un peu de ___________.
impure;
Na2CO3
Electrolyse NaCl
On effectue une électrolyse de NaCl fondu, les ions Na+ et Cl- libres se dirigent respectivement vers la _______et__________.
cathode et anode
Electrolyse NaCl
Le sodium libéré à la cathode attaque immédiatement l’___ par une réaction secondaire, il se forme de l’_____________ et il se dégage de l’_____________.
eau;
hydroxyde de sodium;
hydrogène;
2 NaCl(s) + 2 H2O → Cl2(anode) + H2(cathode) + 2 NaOH(s)
Electrolyse NaCl
Si on ne prend pas la précaution d’isoler le chlore de la soude il se forme de l’____________________.
hypochlorite NaClO
Electrolyse NaCl
L’utilisation d’un _____________ ou ______________ évite la formation d’hypochlorite.
poreux inaltérable au chlore;
membranes.
Electrolyse NaCl
Dans un autre procédé on utilise une _______________ comportant un électrolyseur et un décomposeur.
Anode: _________________;
Cathode: _______________.
cellule à cathode de mercure;
Anode: Titane recouvert d’oxyde de titane et ruthénium;
Cathode: Nappe de mercure liquide.
Electrolyse NaCl - Cellule à cathode de mercure
Le sodium s’amalgame à la _________ jusqu’à une concentration voisine d’environ ____%.
cathode;
0.5%
Electrolyse NaCl - Cellule à cathode de mercure
Dans l’électrolyseur le chlore se dégage sur l’______.
anode
Electrolyse NaCl - Cellule à cathode de mercure
L’amalgame recueilli de façon continue est ensuite traité par de _______.
Eau
Electrolyse NaCl - Cellule à cathode de mercure
L’hydrogène se dégage doucement et l’on obtient des solutions de soude ___________ et ____________.
très concentrées et très pures.
Les carbonates de sodium est ____ abondant dans la nature. C’est la __________ du commerce.
peu;
soude.
Procédés de préparation des carbonates de sodium: ________________ et ___________.
- Procédé Leblanc;
- Procédé Solvay.
Les étapes du procédé Leblanc: ______________________ et ___________________.
1- Attaque acide de NaCl: 2NaCl + H2SO4 –> Na2SO4 + 2HCl (500-600°C);
2- Fondre NaSO4 à 1000°C en présence de coke (carbone) et de calcaire (CaCO3):
Na2SO4 + 2C –> Na2S + 2CO2
Na2S + CaCO3 –> Na2CO3 + CaS
3- Refroidissement;
4- Traitement par eau et élimination de CaS et évaporation du Na2CO3 des eaux récupérées.
Le CaS issu du procédé Leblanc est un _______________.
polluant à odeur nauséabonde sans utilité
Le procédé Solvay est plus répandu que Leblanc. (V/F)
V
Le procédé Solvay permet la préparation à partir de deux réactifs peu coûteux: __________ et __________.
Calcaire;
NaCl.
Le procédé Solvay réalise la transformation par une voie ________comportant plusieurs étapes.
détournée
Etapes du procédé de Solvay: _____________, ____________, ____________, _____________, _____________, ______________, ______________, _______________.
1- Préparation d’une saumure de chlorure de sodium NaCl;
2- La saumure est saturée par l’ammoniac recyclé provenant de (8) : obtention d’une saumure ammoniacale NaCl(dissous) + H2O + NH3(aq);
3- Carbonatation de la saumure ammoniacale par CO2 provenant de (5) et (6)
NH3(g) +CO2(g) + H2O → (NH4)+,(HCO3)-
[NH4)+,(HCO3)-] réagit dans la saumure saturée en NaCl avec précipitation de NHCO3:
(NH4)+,(HCO3)- + (Na+ , Cl-)(aq) → (NH4)+,( Cl-) +Na HCO3(s)
4- Séparation du Na HCO3 solide de la solution de chlorure d’ammonium par filtration;
5- Décomposition thermique de l’hydrogénocarbonate Na HCO3 (bicarbonate de sodium). C’est l’étape de formation de Na2CO3 avec dégagement de CO2:
2Na HCO3(s) 150-200°c → Na2CO3(s) +H2O(g) + CO2(g);
6- Calcination du calcaire : formation de CO2 et de chaux vive CaO
CaCO3(s) 1100°c → CaO(s) +CO2(g);
7- Hydratation de la chaux vive en lait de chaux:
CaO(s) +H2O(l) → Ca(OH)2 (suspension);
8- Régénération de NH3 par réaction entre le lait de chaux précédent et la solution de chlorure NH4Cl récupérée de l’étape (4) de filtration.
2(NH4)+,( Cl-) +Ca(OH)2(suspension) → 2 NH3(g) + CaCl2(s) + 2H2O.
Le sodium est utilisé pour la préparation du peroxyde de sodium utilisé pour ses propriétés __________ ainsi que la préparation de ____________________.
oxydantes;
certains métaux par réduction.
Le sodium liquide est utilisé comme __________ dans les réacteurs nucléaires.
réfrigérant
L’éclairage public fait appel à des lampes à décharge au __________.
sodium
Les composés du potassium sont des __________.
engrais
Le rubidium et surtout le césium sont employés dans les ____________________.
cellules photoélectriques.
_______ est la base forte et soluble la moins chère.
NaOH
Utilisations industriels de la soude: ____________, ___________, __________, _____________, ______________, _______________.
- Industrie du verre et fabrications minérales et organiques;
- Additifs alimentaires;
- Saponification des esters organiques (RCOOR’ + NaOH → RCOONa +R’OH);
- Traitement de la cellulose du bois;
- Blanchiment de la pâte à papier;
- Fabrication de l’eau Javel.
Les____________ et ____________ chauffées avec de la soude caustique, donnent le _____________________.
graisses et triesters de la glycérine;
sel de sodium correspondant (savon).
Utilisations industriels du Chlorure de sodium NaCl: _____________, ___________, ____________, ____________, _______________.
Assaisonnement de l’alimentation (sel de cuisine).
Conservation de la viande, du poisson, du fromage.
Fabrication industrielle de la soude caustique, du carbonate de sodium (soude Solvay), du chlore, du chlorure d’hydrogène et de l’eau de javel.
Industrie du textile et du papier.
Sel de déneigement.
Utilisation du Carbonate et hydrogénocarbonate de sodium: ____________, __________, _____________, ____________, _____________, ______________, ______________, ______________.
Fabrication des verres.
Adoucissement des eaux.
Fabrication des détergents.
Fabrication des sels minéraux.
Usages en papeterie.
Fabrication des boissons : limonades.
Fabrication de « levures de cuisine »
Dans les extincteurs à poudre.
Chromates de potassium et bichromates de potassium : oxydants puissants, utilisés dans les ___________, __________ et ______________.
allumettes, les feux d’artifice et la teinture textile.
Le nitrate de potassium KNO3 : oxydant employé dans les _________, __________ et ___________.
allumettes, les explosifs et la conservation de la viande
KMnO4 : oxydant puissant utilisé au ____________.
laboratoire.
Le chlorure de potassium KCl et le nitrate de sodium NaNO3 : utilisés comme ______________.
engrais chimiques.
Le bromure de potassium KBr est utilisé dans les __________________.
bains révélateurs en photographie.
Le carbonate de potassium est utilisé dans la fabrication de ___________.
savons mous
En médecine, on utilise le soluté d’hydroxyde de sodium officinal ou lessive de soude ou lessive des savonniers qui contient ___g/l de NaOH soit __% p/p de NaOH: entre dans la composition de la ___________________.
400;
30%;
crème au stéarate de sodium.
Le chlorure de sodium NaCl qui est présent à la concentration de _ pour 1000 dans le sérum physiologique est utilisé sous forme de solution physiologique.
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Usages de solution physiologique NaCl: _____________, ____________, _____________.
- En usage externe pour le lavage (fosses nasales, yeux,..);
- Par voie orale l’absorption de 1g est un excitant de la voie gastrique;
- Par perfusions dans les états de choc et de déshydratation.
Le chlorure de potassium KCl est utilisé pour le traitement des ____________.
hypokaliémies
Le KCl est employé comme soluté physiologique en association avec d’autres sels comme le ________ et _________dans les _________ ou pour l’_________________.
NaCl et le CaCl2;
états de choc;
étude de certains organes.
Le fluorure de sodium NaF est utilisé comme _________ et ___________.
- Antiseptique;
- Dentifrice.
L’iodure de potassium peut être utilisé comme ______________.
expectorant
Le sulfate de sodium Na2SO4 est utilisé dans le _______________.
lavement purgatif
Les sels de lithium sont utilisés en _____________ comme _______________.
psychiatrie;
troubles bipolaires.
Usage médical des Carbonates et bicarbonates de sodium: _______________ et ______________.
- Voie orale: neutraliser l’acidité de l’estomac;
- Excipients dans de nombreux médicaments.
Le permanganate de potassium KMnO4 est un sel qui se présente sous forme de ______________.
cristaux violets
KMnO4 est un oxydant très caustique. (V/F)
V
On utilise KMnO4 en solution ________________ comme ___________________.
très diluée (1 pour 2000, 4000 ou 5000);
antiseptique en usage externe.
