Litowce – potas i pozostałe litowce -Występowanie i otrzymywanie potasu -Właściwości fizyczne i chemiczne potasu -Ważniejsze związki potasu -Występowanie i otrzymywanie potasu -Właściwości fizyczne i chemiczne potasu -Ważniejsze związki potasu

Występowanie potasu i otrzymywanie Występowanie: występuje wyłącznie w postaci związanej, ważniejsze minerały to: Sylwin – KCl, Karnalit – KCl. MgCl 2. 6H 2 O Saletra indyjska – KNO 3 Otrzymywanie: Elektroliza stopionego wodorotlenku potasu (patrz otrzymywanie sodu) Występowanie: występuje wyłącznie w postaci związanej, ważniejsze minerały to: Sylwin – KCl, Karnalit – KCl. MgCl 2. 6H 2 O Saletra indyjska – KNO 3 Otrzymywanie: Elektroliza stopionego wodorotlenku potasu (patrz otrzymywanie sodu)

Potas

Właściwości fizyczne potasu Potas - metal srebrzystobiały, miękki, o gęstości mniejszej od gęstości wody, niskich temperaturach topnienia i wrzenia Potas i jego kationy barwią płomień palnika gazowego na kolor fioletowy W związkach występuje z stopniu utlenienia +I, tworząc wiązania jonowe Pozostałe właściwości są bardzo zbliżone do właściwości sodu Potas - metal srebrzystobiały, miękki, o gęstości mniejszej od gęstości wody, niskich temperaturach topnienia i wrzenia Potas i jego kationy barwią płomień palnika gazowego na kolor fioletowy W związkach występuje z stopniu utlenienia +I, tworząc wiązania jonowe Pozostałe właściwości są bardzo zbliżone do właściwości sodu

Właściwości chemiczne potasu i jego związków W tlenie spala się do podtlenku potasu: K + O 2  KO 2 Tlenki potasu, wodorek potasu mają charakter zasadowy: 2K + 2H 2 O  2KOH + H 2 K 2 O + H 2 O  2KOH 2KO 2 + 2H 2 O  2KOH + H 2 O 2 + O 2 KH + H 2 O  KOH + H 2 Potas reaguje identycznie z kwasami oraz alkoholami jak sód Potas, wodorotlenek potasu powodują silne poparzenia chemiczne i termiczne skóry, natomiast KCN jest silną trucizną W tlenie spala się do podtlenku potasu: K + O 2  KO 2 Tlenki potasu, wodorek potasu mają charakter zasadowy: 2K + 2H 2 O  2KOH + H 2 K 2 O + H 2 O  2KOH 2KO 2 + 2H 2 O  2KOH + H 2 O 2 + O 2 KH + H 2 O  KOH + H 2 Potas reaguje identycznie z kwasami oraz alkoholami jak sód Potas, wodorotlenek potasu powodują silne poparzenia chemiczne i termiczne skóry, natomiast KCN jest silną trucizną

Właściwości chemiczne potasu i jego związków - cd Wodorotlenek potasu jest mocnym elektrolitem, jego wodny roztwór ma bardzo silne właściwości zasadowe Potas jest reaktywniejszy niż sód, gwałtownie reaguje z fluorowcami, siarką, fosforem Większość soli potasowych jest bardzo dobrze rozpuszczalnych w wodzie, wyjątek stanowi KClO 4 – chloran(VII) potasu Wodorotlenek potasu jest mocnym elektrolitem, jego wodny roztwór ma bardzo silne właściwości zasadowe Potas jest reaktywniejszy niż sód, gwałtownie reaguje z fluorowcami, siarką, fosforem Większość soli potasowych jest bardzo dobrze rozpuszczalnych w wodzie, wyjątek stanowi KClO 4 – chloran(VII) potasu

Zastosowanie potasu i jego związków Potas stosuje się jako katalizator w reakcjach polimeryzacji, jego izotop 40 K (t 1/2 = 1,26x10 9 lat) w datowaniu promieniotwórczym Tlenki potasu w filtrach powietrza do usuwania CO 2 W stopie z sodem jako czynnik chłodzący w reaktorach jądrowych K 2 CO 3 i KNO 3 w produkcji szkła, KOH w zmydlaniu tłuszczów i produkcji mydeł miękkich, sztyfty kosmetyczne do tamowania krwawienia, KNO 3 w produkcji prochu strzelniczego (75% saletry, 15% węgla drzewnego, 10% siarki i materiałów wybuchowych, nawóz azotowo-potasowy Potas stosuje się jako katalizator w reakcjach polimeryzacji, jego izotop 40 K (t 1/2 = 1,26x10 9 lat) w datowaniu promieniotwórczym Tlenki potasu w filtrach powietrza do usuwania CO 2 W stopie z sodem jako czynnik chłodzący w reaktorach jądrowych K 2 CO 3 i KNO 3 w produkcji szkła, KOH w zmydlaniu tłuszczów i produkcji mydeł miękkich, sztyfty kosmetyczne do tamowania krwawienia, KNO 3 w produkcji prochu strzelniczego (75% saletry, 15% węgla drzewnego, 10% siarki i materiałów wybuchowych, nawóz azotowo-potasowy

Litowce – posumowanie Litowce ze względu na dużą reaktywność w przyrodzie nie występują w stanie wolnym, występują w postaci tylko związanej w postaci – chlorki, azotany, krzemiany, glinokrzemiany Metale o silnie srebrzystym połysku, powierzchnie oczyszczone szybko matowieją pod wpływem tlenu, CO 2 i H 2 O Metale miękkie, twardość maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, natomiast ich gęstość wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z Metale o niskich temperaturach topnienia i wrzenia, te temperatury maleją wraz ze wzrostem liczby atomowej Z Litowce ze względu na dużą reaktywność w przyrodzie nie występują w stanie wolnym, występują w postaci tylko związanej w postaci – chlorki, azotany, krzemiany, glinokrzemiany Metale o silnie srebrzystym połysku, powierzchnie oczyszczone szybko matowieją pod wpływem tlenu, CO 2 i H 2 O Metale miękkie, twardość maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, natomiast ich gęstość wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z Metale o niskich temperaturach topnienia i wrzenia, te temperatury maleją wraz ze wzrostem liczby atomowej Z

Lit

Rubid

Cez

Typowe reakcje litowców Rekcje z tlenem w zależności od aktywności chemicznej: 4Li + O 2  2Li 2 O (tlenek litu) 2Na + O 2  Na 2 O 2 (nadtlenek sodu) K + O 2  KO 2 (podtlenek potasu) Cez ulega samozapaleniu w kontakcie z O 2 Reakcja z wodą (Me – dowolny litowiec) 2Me + 2H 2 O  2MeOH + H 2 Reaktywyność litowców wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, cez reaguje z wodą wybuchowo, nawet z wodą zamrożoną Rekcje z tlenem w zależności od aktywności chemicznej: 4Li + O 2  2Li 2 O (tlenek litu) 2Na + O 2  Na 2 O 2 (nadtlenek sodu) K + O 2  KO 2 (podtlenek potasu) Cez ulega samozapaleniu w kontakcie z O 2 Reakcja z wodą (Me – dowolny litowiec) 2Me + 2H 2 O  2MeOH + H 2 Reaktywyność litowców wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, cez reaguje z wodą wybuchowo, nawet z wodą zamrożoną

Typowe reakcje litowców - cd Reakcje z kwasami: wszystkie litowce reagują z kwasami dając sole i wodór: 2Li + 2HCl  2LiCl + H 2 2Na + H 2 SO 3  Na 2 SO 3 + H 2 6K + 2H 3 PO 4  2K 3 PO 4 + 3H 2 Wszystkie sole litowców z wyjątkami LiF, Li 2 CO 3 są dobrze rozpuszczalne w wodzie, odczyn wodnych roztworów soli mocnych kwasów jest obojętny (nie ulegają hydrolizie), natomiast sole kwasów słabych kwasów i kwasów średniej mocy w wodnych roztworach ulegają hydrolizie anionowej, stąd odczyn wodnego roztoworu tych soli zasadowy Reakcje z kwasami: wszystkie litowce reagują z kwasami dając sole i wodór: 2Li + 2HCl  2LiCl + H 2 2Na + H 2 SO 3  Na 2 SO 3 + H 2 6K + 2H 3 PO 4  2K 3 PO 4 + 3H 2 Wszystkie sole litowców z wyjątkami LiF, Li 2 CO 3 są dobrze rozpuszczalne w wodzie, odczyn wodnych roztworów soli mocnych kwasów jest obojętny (nie ulegają hydrolizie), natomiast sole kwasów słabych kwasów i kwasów średniej mocy w wodnych roztworach ulegają hydrolizie anionowej, stąd odczyn wodnego roztoworu tych soli zasadowy

Charakterystyka litowców i ich związków Tlenki litowców – mają charakter zasadowy, reagują z wodą dając odpowiednie wodorotlenki (patrz równania reakcji tlenków sodu i potasu) Wodorki litowców (związki jonowe) – mają charakter zasadowy, reagują z wodą dając odpowiednie wodorotlenki i wodór MeH + H 2 O  MeOH +H 2 Tlenki litowców – mają charakter zasadowy, reagują z wodą dając odpowiednie wodorotlenki (patrz równania reakcji tlenków sodu i potasu) Wodorki litowców (związki jonowe) – mają charakter zasadowy, reagują z wodą dając odpowiednie wodorotlenki i wodór MeH + H 2 O  MeOH +H 2

Charakterystyka litowców i ich związków Wodorotlenki litowców – wszystkie są dobrze rozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem wodorotlenku litu, który jest elektrolitem średniej mocy są mocnymi elektrolitami, moc wodorotlenków wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej litowca Litowce i ich sole barwią płomień palnika gazowego na charakterystyczne kolory: lit – karminowy, sód – żółtopomarańczowy, potas – filetowy, rubid – czerwonofioletowy, cez – niebieski jest to związane ze wzbudzeniem elektronów i przejściem ich na wyższe stany energetyczne po wprowadzeniu atomów lub jonów do płomienia a następnie powrotem ich na poprzednie stany energetyczne i oddaniem energii odpowiadającej kwantom promieniowania elektromagnetycznego w zakresie światła widzialnego Wodorotlenki litowców – wszystkie są dobrze rozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem wodorotlenku litu, który jest elektrolitem średniej mocy są mocnymi elektrolitami, moc wodorotlenków wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej litowca Litowce i ich sole barwią płomień palnika gazowego na charakterystyczne kolory: lit – karminowy, sód – żółtopomarańczowy, potas – filetowy, rubid – czerwonofioletowy, cez – niebieski jest to związane ze wzbudzeniem elektronów i przejściem ich na wyższe stany energetyczne po wprowadzeniu atomów lub jonów do płomienia a następnie powrotem ich na poprzednie stany energetyczne i oddaniem energii odpowiadającej kwantom promieniowania elektromagnetycznego w zakresie światła widzialnego

Charakterystyka litowców i ich związków - cd Otrzymywanie – litowce ze względu na bardzo niskie potencjały i dużą reaktywność w stanie czystym otrzymuje się na drodze elektrolizy stopionych chlorków lub wodorotlenków Zastosowanie: - lit czynnik chłodzący w reaktorach jądrowych, baterie litowe, jego związki w przemyśle szklarskim i tekstylnym (węglan litu), ognie sztuczne -Rubid i cez – katody w fotokomórkach, cez w zegarach atomowych Otrzymywanie – litowce ze względu na bardzo niskie potencjały i dużą reaktywność w stanie czystym otrzymuje się na drodze elektrolizy stopionych chlorków lub wodorotlenków Zastosowanie: - lit czynnik chłodzący w reaktorach jądrowych, baterie litowe, jego związki w przemyśle szklarskim i tekstylnym (węglan litu), ognie sztuczne -Rubid i cez – katody w fotokomórkach, cez w zegarach atomowych

Materiały źródłowe: 1. Adam Bielański – Chemia ogólna i nieorganiczna 2. M. Grębosz, S. Zapotoczny – Słownik szkolny – Chemia 3. A. Bogdańska Zarembina, E. I. Matusewicz, J. Matusewicz – Chemia dla szkół średnich 4. R. Hassa, A. Mrzigod, J. Mrzigod, W. Sułkowski – Chemia – podręcznik i zbiór zadań w jednym 5. M. Litwin, S. Styka – Wlazło, J. Szymońska – Chemia ogólna i nieorganiczna 6. J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk – Tablice chemiczne 7. K. M. Pazdro – Chemia podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach Materiał zdjęciowy: 1. Wikipedia 2. Zdjęcia własne