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Me 03 Unterschiedlich starke Reaktion von Alkalimetallen mit Wasser
(Nur für erfahrene Chemielehrer/innen!
Alkali-Metalle
sind extrem reaktionsfähig und ätzend.
Alle
Beteiligten müssen Schutzbrillen tragen!)
* Links: Schneide WINZIGE (1 x 1 x 0,2 mm) Scheibchen von Lithium- Natrium und
Kalium von getrocknetem und entkrustetem Metall ab.
* Auf
einer weißen Untertasse vereinige 5 Wassertropfen zu einem großen
Tropfen.
* Lege
zuerst das Lithium-Stückchen neben den Tropfen, und schiebe es mit einem
Draht hinein.
* Spüle
die Flüssigkeit ab, ohne sie zu berühren, trockne die Untertasse
gut mit Toilettenpapier.
* Wiederhole
den Versuch mit dem Natrium-Stückchen, dann mit Kalium.
* Beobachtungen:
Die 3 Metalle reagieren mit dem Wasser:
Unter Gasblasen-Bildung verschwindet ÖLithium langsam.
Eine farblose
Lösung bleibt übrig. Sie färbt Universalindikator
blau.
* Photo 2: Na reagiert
stärker als Li: Es schmilzt auf Wasser zu einer hin- und her sausenden
Kugel.
* Photo
3: Kalium reagiert am stärksten: Es entzündet sich, sobald es
mit Wasser in Berührung kommt.
*
Rechts: Erklärungen mit Hilfe der Elementpyramide:
Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium
(K) sind die ersten drei Mitglieder der
Elementfamilie I (Alkalimetalle).
* Während ihrer Reaktion
mit Wasser gibt jedes der Alkali-Atome 1 Elektron an ein Wasser-Molekül
ab.
Die Metall-Atome
werden dabei oxidiert (ihre positiven
Ionen haben so viele Elektronen wie He, Ne, Ar-Atome).
Jedes Wasser-Molekül wird gleichzeitig zu einem Hydroxid-Ion (OH-) reduziert und spaltet ein H-Atom ab. Das Ganze
ist eine Elektronen-Austausch-Reaktion = Redox-Reaktion:
2 Li (Na, K) +
2 H2O ----Wärmeabgabe------> 2 Li(Na,K)OH(aq) + H2(g)
* Die
Atomdurchmesser steigen in der Reihe Li < Na < K. Dehalb nimmt
die Anziehung des positiven Kerns auf die
Elektronen in dieser Reihenfolge ab. Kalium-Atome geben am leichtesten ein
Elektron an ein Wasser-Molekül ab. Die Reaktion des K ist so stark, dass
sich das Wasserstoff-Gas von alleine entzündet.
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