Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 7 Die Umwandlung von Stoffen durch den Menschen 102 7.10 Alkalimetalle und Halogene Die Alkalimetalle Sie sind die Metalle der ersten Gruppe im Periodensystem. Die Alka- limetalle haben viele gemeinsame Eigenschaften. Natrium ist ein sehr unedles Metall, es ist weich und lässt sich leicht mit einem Messer schneiden. Schon mit der Luftfeuchtigkeit rea- giert es sofort (Versuch 103.1). Man muss es daher zum Schutz unter Paraffinöl aufbewahren. Natrium ist ein sehr gefährliches Metall. Es reagiert äußerst heftig mit Wasser, erhitzt sich dabei bis zum Schmelzen und schwimmt schnell hin und her. Dabei entsteht Natriumhydroxid , das sich sofort in Wasser zu Natronlauge löst. Der Universalindikator zeigt eine basische Reaktion (Versuch 103.2). Hält man das Natrium bei seiner Reaktion mit Wasser fest, so beginnt es mit gelber Flamme zu bren- nen. Dabei brennt nicht nur Natrium, dieses würde als Metall glühen. Flammen sind brennende Gase, also muss ein Gas entstanden sein. Es ist dies der Wasserstoff aus dem Wasser: 2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 Die Gelbfärbung der Flamme ist durch verdampfende Natriumatome entstanden. Man sagt: Natrium hat eine gelbe Flammenfärbung . Die heftige Reaktion mit Wasser und die charakteristische Flammen- färbung ist auch den anderen Alkalimetallen gemeinsam. Lithium reagiert langsamer, Kalium noch heftiger. Rubidium und Caesium würden explosionsartig reagieren. Zur Aufbewahrung werden sie in argongefüllte Glasrohre eingeschmolzen. Die Flammenfärbung von Lithium ist rot, von Kalium violett (Versuch 103.4), von Rubidium rotviolett und von Caesium blau. Lithium ist ebenfalls ein technisch wichtiges Alkalimetall und wird in der Glas- und Keramikherstellung verwendet. Immer größere Bedeutung bekommt Lithium bei der Akku-Herstellung für Mobiltelefone, Laptops und andere elektrische Geräte. Die Halogene Die Halogene bilden die 17. Gruppe im Periodensystem. Chlor (Cl 2 ) ist ein typisches Nichtmetall und der wichtigste Vertreter der Halogene. Es ist ein gelbgrünes Gas mit stechendem Geruch und sehr giftig. Bereits der Inhalt einer Proberöhre Chlorgas führt beim Einatmen zum Tod durch Lungenversagen. Chlorver- suche dürfen daher nur unter dem Abzug durchgeführt werden. Die Giftigkeit ist auch für Mikroorganismen sehr hoch. Deshalb wird Trinkwasser schwach und Wasser in Schwimmbädern stärker chloriert. Wie Versuch 103.3 zeigt, ist Chlor ein starkes Bleichmittel . Man verwendete es daher zum Bleichen von Zellstoff und Papier. Dabei entstehen sehr umweltbelastende Abwäs- ser. Aus diesem Grund ist man von der Chlorbleiche heute abgekommen. Die heftige Reaktion von Chlor mit Metallen wie Eisen (Versuch 103.3) oder Natrium zu Salzen hat der Elementgruppe der Halogene (Salzbildner) den Namen gege- ben. Auch mit Wasserstoff reagiert Chlor heftig zu Hydrogen- chlorid. Dieses löst sich gut in Wasser. Die wässrige Lösung wird Salzsäure genannt. Sie ist eine starke Säure. Wie Chlor reagieren die anderen Halogene mit Metallen zu Halogeniden. Alle Halogene sind stark giftig. Fluor ist das reaktionsfreudigste, über Brom zu Iod hin nimmt die Reak- tionsfähigkeit ab. Abb. 102.1: Natrium, Chlor und Natri- umchlorid sind verschieden aufgebaut. Abb. 102.3: Flammenfärbungen der Alkalimetalle Abb. 102.2: Die Formel NaOH. Der Unter- schied zwischen Natriumhy- droxid und Natronlauge Lösen Lithium Kalium Rubidium Caesium Natrium Alkali- metalle Abb. 102.4: Natrium Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv