Litowce – potas i pozostałe litowce

Litowce – potas i pozostałe
litowce
-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.MgCl2.6H2O
Saletra indyjska – KNO3
• 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
Właściwości chemiczne potasu i jego
związków
• W tlenie spala się do podtlenku potasu:
K + O2  KO2
• Tlenki potasu, wodorek potasu mają charakter zasadowy:
2K + 2H2O  2KOH + H2
K2O + H2O  2KOH
2KO2 + 2H2O  2KOH + H2O2 + O2
KH + H2O  KOH + H2
• 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 KClO4 – chloran(VII) potasu
Zastosowanie potasu i jego
związków
• Potas stosuje się jako katalizator w reakcjach
polimeryzacji, jego izotop 40K (t1/2= 1,26x109 lat)
w datowaniu promieniotwórczym
• Tlenki potasu w filtrach powietrza do usuwania CO2
• W stopie z sodem jako czynnik chłodzący
w reaktorach jądrowych
• K2CO3 i KNO3 w produkcji szkła, KOH
w zmydlaniu tłuszczów i produkcji mydeł miękkich,
sztyfty kosmetyczne do tamowania krwawienia,
KNO3 w produkcji prochu strzelniczego (75%
saletry, 15% węgla drzewnego, 10% siarki i
materiałów wybuchowych, nawóz azotowo-potasowy
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, CO2
i H2O
• 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 + O2  2Li2O
(tlenek litu)
2Na + O2  Na2O2
(nadtlenek sodu)
K + O2  KO2
(podtlenek potasu)
• Cez ulega samozapaleniu w kontakcie z O2
• Reakcja z wodą (Me – dowolny litowiec)
2Me + 2H2O  2MeOH + H2
• 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 + H2
• 2Na + H2SO3  Na2SO3 + H2
• 6K + 2H3PO4  2K3PO4 + 3H2
• Wszystkie sole litowców z wyjątkami LiF, Li2CO3 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 + H2O  MeOH +H2
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
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