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Alkali- und Erdalkalimetalle Experimentalvortrag (AC) Marietta Fischer/verändert.

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Präsentation zum Thema: "Alkali- und Erdalkalimetalle Experimentalvortrag (AC) Marietta Fischer/verändert."—  Präsentation transkript:

1 Alkali- und Erdalkalimetalle Experimentalvortrag (AC) Marietta Fischer/verändert

2 Gliederung 1.Einstieg 2.Gruppeneigenschaften 2.1Metalle bringen Farbe ins Spiel -Flammenfärbung- 2.2Die Reaktion mit Wasser 2.3Da kommt etwas in Bewegung -Ionenwanderung u. Elektrolyten- 3.Erdalkalimetalle

3 Alkalimetalle K aus Pflanzenasche Na (ägypt.: neter = Soda) Li in Gesteinsmaterialien (gr.:lithos = der Stein) 1860/ /61 Cs u. Rb durch Spektralanalyse (lat.: rubidus = dunkelrot; caesius = himmelblau) Fr entdeckt durch die Französin M. Perey und benannt nach ihrem Vaterland 1. Einstieg al kalja (arabisch)=Asche

4 Liegen in der Natur gebunden vor (Bsp.: Minerale) Gewicht in der Erdkruste : Fr nur 1,5 g der gesamten Erdkruste 1. Einstieg Vorkommen Abb.: Sylvin (KCl) Abb.: Steinsalz (NaCl)

5 Physikalische Eigenschaften Weiche Metalle Li, Na, K geringere Dichte als Wasser Li geringste Dichte aller fester Elemente Li, Na, K, Rb silberweiß; Cs goldton Bildung von Hydroxidschicht (Aufbewahrung: Petroleum) 1. Einstieg

6 Erdalkalimetalle Mg, benannt nach Stadt Magnesia Ca, gr. calx = Kalk Sr nach Strontian in Schottland Ba, gr.: barys = schwer Be nach Beryll (gr.: beryllos) Ra, lat. radius = Lichtstrahl 1. EinstiegBe Mg Ca

7 Vorkommen In Natur nicht elementar Ca-Verbindungen als gesteinsbildende Minerale 1. Einstieg Abb.: Strontianit Abb.: Calcit

8 Physikalische Eigenschaften Leichtmetalle Be weicht in physik. Daten ab: stahlgrau, spröde und hart Mg silberglänzend, läuft mattweiß an Ca, Sr, Ba sehr ähnlich: silberweiß, laufen schnell an, weich wie Pb Elektropositive Metalle mit stark negativen Reduktionspotentialen 1. Einstieg

9 Physiologische Eigenschaften Be: extrem giftig, stark krebserzeugend Mg: Salze vor allem bei Pflanzen im Stoffwechsel ein bedeutende Rolle Ca: Verbindungen in Knochen, Zähnen, Gehäusen, sowie verschiedenen Pflanzen Sr: Strontiumbromid in der Medizin verwendetes Beruhigungsmittel Ba: giftig 1. Einstieg

10 1. Einstieg: Klassifizierung LiNaK Smp. °C 17997,563,7 Sdp. °C Ionisie- rungs- energie 520 kJ/mol 496 kJ/mol 419 kJ/mol Reduk- tions- potent. -3,05 V -2,71 V -2,93 V Reakti- vität MgCa kJ/mol 590 kJ/mol -2,36 V -2,87 V Nimmt zu EN 1,0 0,91,21,0

11 Flammenfärbung Die Salze ergeben intensive Färbung Durch hohe Temperaturen können Außenelektronen (Leuchtelektronen) ein höheres Energieniveau besetzen. Durch Rückfallen in den Grundzustand wird Energie in Form von Licht frei 2.1 Metalle bringen Farbe ins Spiel

12 Demo 1 Flammenfärbung

13 Emissionsspektroskopie Ein Molekül durchläuft den Zustand hoher Energie zu einem Zustand niedriger Energie Dabei wird überschüssige Energie in Form eines Photons emittiert: 2.1 Metalle bringen Farbe ins Spiel Alkalimetalle LiNaKRbCs karminrot gelb gelbviolettviolettblau Erdalkalimetalle BeMgCaSrBa --ziegelrotkaminrotgrün

14 Verwendung Analytische Chemie Pyrotechnik: Feuerwerksraketen und bengalische Feuer Auswertung Reduktion: Sr(NO 3 ) 2 Sr(NO 2 ) 2 + O 2 Oxidation: C 6 H 12 O O 2 6 H 2 O + 6 CO Metalle bringen Farbe ins Spiel

15 Alkalimetalle Salze meist leicht löslich Li, Na reagieren unter H 2 –Entwicklung zum Hydroxid, ohne Entzündung des H 2 K, Rb reagieren unter spontaner Entzündung des H 2 Cs reagiert explosionsartig Hydroxide sind starke Basen 2.2 Die Reaktion mit Wasser

16 Erdalkalimetalle Spiegelt sich die Reaktivität wider: zunehmend von Be Ba Lösen sich unter H 2 –Entwicklung zu Hydroxiden Löslichkeit der Salze abhängig von Gitterenergie und Hydrationsenthalpie 2.2 Die Reaktion mit Wasser

17 Die Reaktion mit Wasser Alkalimetalle: 2 M A + 2 H 2 O 2 M A + (aq) + 2 OH - (aq) + H 2(g) Erdalkalimetalle: M E + 2 H 2 O M E 2+ (aq) + 2 OH - (aq) + H 2(g) (M A = Alkalimetall; M E = Erdalkalimetall) 2.2 Die Reaktion mit Wasser

18 Die Reaktion mit Wasser Lithium und Natrium Reagieren unter H 2 -Entwicklung zum Hydroxid Reaktionsfähigkeit nimmt von Li Cs zu Magnesium Reagiert nicht mit kaltem Wasser Reaktionsfähigkeit nimmt von Be Ba zu 2.2 Die Reaktion mit Wasser

19 Auswertung: Die Reaktion mit Wasser: 2 Na (s) + 2 H 2 O 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq) + H 2(g) farblos violett 2 Ag (s) + H 2 S (g) + 0,5 O 2(g) Ag 2 S (s) + H 2 O Reinigen von angelaufenem Silber: 3 Ag 2 S (s) + 2 Al (s) 6 Ag (s) + 2 Al 3+ (aq) + 3 S 2- (aq) Aluminium dient als Lokalelement Elektrolyt: NaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) 2.2 Die Reaktion mit Wasser +10 0

20

21 Alkalimetalle Eigenschaften und Verwendungen der Metalle und ihre Verbindungen Chemische Reaktionen Alkalilaugen, Systeme Alkalimetall / Wasser bzw. Alkalimetalloxid / Wasser 4. Schulrelevanz Erdalkalimetalle Schwerpunkte liegen auf Calcium und Magnesium Flammenfärbung Alkalimetallverbindungen und Erdalkaliverbindungen


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