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Transkript I. Hauptgruppe – Chemische Eigenschaften

Hallo liebe Freundinnen und Freunde der Chemie! Schön, dass ihr mich weiter begleitet bei meinem Streifzug durch die erste Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Heute bereits im vierten Video. Das Thema heißt: Chemische Eigenschaften der Alkalimetalle. Im ersten Teil wollen wir uns einen Überblick über die wichtigsten chemischen Reaktionen verschaffen. Stellvertretend für die Alkalimetalle möchte ich die Reaktionen am Beispiel des Natriums zeigen. Analog sind sie für die anderen Alkalimetalle genauso durchführbar.  Natrium reagiert mit dem Halogen Chlor unter heftiger Reaktion und es bildet sich Natriumchlorid, Kochsalz. Mit Schwefel reagiert Natrium ebenfalls. Es entsteht Natriumsulfit, Na2S. Natrium reagiert sehr heftig mit Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure. Unter der Einwirkung von HCl bildet sich Natriumchlorid, Kochsalz. Bei dieser Reaktion wird Wasserstoff, H2, frei. Zwischen Natrium und Wasser findet eine heftige chemische Reaktion statt. Im Ergebnis bildet sich die Base, auch Lauge genannt, Natriumhydroxid, NaOH. Außerdem wird bei dieser Reaktion wieder Wasserstoff frei, es entsteht H2. Natrium reagiert mit Wasserstoff unter Bildung des salzartigen Natriumhydrits, NaH. Bei der Reaktion von Natrium mit elementarem Phosphor P bildet sich Natriumphosphid, Na3P.   Wir haben in den Videos über das Periodensystem der Elemente gelernt, dass die Metalle der 1. und 2. Hauptgruppen Oxide bilden, die in wässriger Lösung Basen - Laugen - liefern. Das heißt, dass die Alkalimetalle selbst als Basen fungieren und mit Säuren Salze bilden. Ich möchte ein Beispiel wählen: Natrium reagiert mit Salpetersäure zu Natriumnitrat und Wasserstoff wird frei. Nachdem ausgeglichen wurde, lautet die Reaktionsgleichung: 2Na + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2. HNO3 ist Salpetersäure. Natriumnitrat, NaNO3, ist Salpeter. Als nächstes wollen wir die Verbrennung besprechen. Wir haben bereits gehört, dass die Reaktivität innerhalb der Alkalimetalle von oben nach unten zunimmt. Daher verhalten sich auch die oberen Alkalimetalle anders als jene, die am Ende der Hauptgruppe unten stehen. Das einzige Alkalimetall, welches "normal" verbrennt, ist Lithium. Lithium reagiert mit Sauerstoff zu Lithiumoxid, 4Li + O2 → 2Li2O. Es bildet sich ein Oxid. Anders verhält sich die Situation, wenn Natrium verbrennt. Natrium bildet bereits kein "normales" Oxid. Natrium reagiert mit Sauerstoff zu Natriumperoxid, 2Na + O2 → Na2O2. Na2O2 enthält mehr Sauerstoff als ein Oxid. Daher wird es Peroxid genannt. Noch gieriger ist Kalium, in seiner Eigenschaft, Sauerstoff bei der Verbrennung aufzunehmen. K + O2 → KO2; Kalium und Sauerstoff reagieren zu Kaliumhyperoxid. Wir haben es hier mit einem Hyperoxid zu tun. Ein Hyperoxid enthält noch mehr Sauerstoff pro Alkalimetallatom als ein Peroxid. Die Alkalimetalle reagieren mit aktiven organischen Verbindungen. Als Beispiel möchte ich die Reaktion mit Alkoholen nennen. Einzige Ausnahme bildet Lithium, welches nur recht langsam mit Alkoholen reagiert. Beispielsweise reagiert Propanol mit Kalium zu Kaliumpropylat und Wasserstoff. Nach dem Ausgleich erhalten wir folgende Formelgleichung: 2CH3CH2CH2OH + 2K → 2CH3CH2CH2OK + H2. Die entstandene feste Verbindung nennt man Kaliumpropoylat. Das ist ein Alkoholat, eine salzähnliche Verbindung. So, für eine Einführung mag das genug sein. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg! Tschüss!

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5 Kommentare
  1. 92483

    gut erklärt

    Von Claudia Zanza, vor etwa 2 Jahren
  2. 001

    1. Der Lehrer hat recht.
    2. Entscheidend ist nicht der absolute Wert. Wichtig ist die Veränderung. Und da Oxidationszahl als Ladung eines (hypothetischen) Ions definiert ist, machen sich gebrochene Werte schlecht. Oder gibt es halbe Elektronen?!?
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  3. Ich2

    Das K eine andere Oxidationszahl als +1 haben kann, hat mich jetzt aber überrascht.
    Beim H2O2 wurde uns definitiv beigebracht, dass die Oxi-Zahl vom Sauerstoff -1 beträgt. Eigentlich generell bei Peroxiden. Bei Hyperoxiden hatte ich es nicht mehr in Erinnerung. Eine eigene Meinung ist bei uns als Schüler net drin. Entweder der Sauerstoff ist bei Peroxiden -1 oder man kriegt den dicken fetten Rotstift zu spüren ;-)
    mfg

    Von Dflow, vor mehr als 4 Jahren
  4. 001

    Ein schönes Beispiel für die Grenzen eines nützlichen Begriffs.
    So weh es auch tut: O hat in den Verbindungen immer -2. Also hat K in KO2 +4. In K2O2 hat K +2. Das kann man schön an der Reaktion

    2KO2 ---> K2O2 + O2

    Denn in O2 hat O 0. 4 Elektronen werden übertragen.
    Wenn in der Literatur irgendwo etwas anderes steht; Ich leiste mir hin und wieder den Luxus, eine eigene Meinung zu haben.

    An der Luft bildet sich hauptsächlich Na2O (zerkleinern des Na und warten). Bei der Verbrennung entsteht Na2O2.

    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  5. Ich2

    Welche Oxidationszahl hat der Sauerstoff im KO2? Etwa -1/2?
    Zur Verbrennung von Na: Wenn ich Natrium schneide kann ich ja erkennen wie die frische glänzende Schnittstelle matt wird (oxidiert), ist diese Oxidschicht nun Na2O oder Na2O2?
    Worauf ich hinaus will ist eigentlich: Wie beeinflusse ich ob ich als Produkt Na2O erhalte oder das im Video angesprochene Na2O2?
    mfg

    Von Dflow, vor mehr als 4 Jahren