Versuch 6: Darstellung von Wasserstoff aus Alkalimetallen (překlad)

(Přeložený experiment z lp.uni-goettingen.de/get/text/1890)

Příprava vodíku z alkalických kovů

Pomůcky/Nástroje:

• 2 Petriho misky
• Skleněný rám
• Filtrační papír
• Nůž
• Pinzeta
• Podložka na řezání
• Kádinka
• Ochranné brýle
• Ochranné rukavice

Standardní věty o nebezpečnosti:

• Ethanol: Hořlavý
• Natrium:Žíravý, hořlavý
• Kalium: Žíravý, hořlavý

Pozor! Sodík a draslík reaguje s vodou velmi prudce, někdy až explozivně. Zvláště menší shluky alkal. kovů mají tendenci explodovat, může dojít k vstříknutí vysoce koncentrovaného louhu (roztok hydroxidu). Nosit ochranný plášť a brýle a pracovat pod digestoří! Zbytky sodíku a draslíku vložit do kádinky s ethanolem. Pozor! Ethanol může samovolně vzplanout.

Provedení:

Obě Petriho misky se naplní vodou. V případě, že je k dispozici skleněný rám, položí se dovnitř misky. Pomocí nože se opatrně uřízne malý kus sodíku a pomocí pinzety se umístí do petriho misky. Po reakci přidáme do Petriho misky několik kapek acidobzického indikátoru (Fenolftalein). V dalším experimentu se postupuje dle výše popsaného postupu, užijeme však polovičního množství draslíku. Experiment se opakuje, kus sodíku či drslíku je však položen na filtrační papír, který na vodní hladině plove.

Pozorování:

Sodík reaguje s vodou se syčením a prudkýmy pohyby ("Cik-Cak pohyby") po hladině. Přitom taje na kouli, plovoucí po vodní hladině. Reakce mezi vodou a draslíkem je ještě bouřlivější. Tvoří se charakteristický fialový plamen. Během krátkého času se všechen draslík spotřebuje. Probíhá-li reakce na filtračním papíře, kovové kuličky nemohou plovat na hladině a dochází ještě k bouřlivější reakci. V případě sodíku se tvoří žlutý plamen, draslík zabarvuje plamen fialově. Oba reakční roztoky se po přidání několika kapek fenolftaleinu zabarvení červeno-růžově.

(Vlastní video na stránce experimentu: lp.uni-goettingen.de/get/text/1890)

Vysvětlení:

Alkalické kovy při reakci s vodou poskytují (při reakci vzniká) vodík a vlastní hydoxidy (NaOH, KOH,...). Tyto redoxní reakce jsou silně exotermní. Se stoupajícím hmotnostním číslem, v PSP to znamená od zhora dolů, se reaktivita zvyšuje: Lithium reaguje s vodou nejméně bouřlivě, sodík bouřlivěji a draslík ještě bouřlivěji, než sodík. Je-li dosaženo určité teploty, vzniající vodík se vznítí. Rozdílné zabarvení plamene vyplývá z unášeného alkalického kovu (každý alkalický kov po vložení do plamene barví plamen odlišně) V případě filtračního papíru se nemůže odvádět vznikající teplo a teplota vzplanutí bude dosažena také u sodíku (vzplane). Vznikající roztoky hyroxidů jsou zásady a proto barví fenolftalein červeně.

Rovnice reakce:

Sodík: lp.uni-goettingen.de/get/math/2eb93db8ab76c85aa3e0ef30c0225aa6.png

Draslík: lp.uni-goettingen.de/get/math/a9a0161a1b0cd68e964dd56da5236209.png

Poznámky:

Der Glasrahmen engt die "Gleitfläche" der Metallkugel ein und führt somit zu mehr Kollisionen der Kugel mit den Wänden. Hieraus resultiert eine größere Gleitgeschwindigkeit. Wird dem Wasser ein Tropfen Spülmittel zugesetzt, kann sich die Metallkugel nicht an der Glaswand festsetzen, was erstens ein Entflammen des Wasserstoffs verhindert und zweitens auch zu einer höheren "Flitzgeschwindigkeit" beiträgt. Der Indikator kann auch schon vor der Reaktion in die Petrischale gegeben werden. In diesem Falle zeugen später rote Schlieren vom "Reiseweg" der Metallkugel.

Likvidace:

Odpady (alkalické kovy) se opatrně vloží do kádinky s ethanolem a po úplném rozpuštění se neutralizují. Roztok se poté může vylít do odpadní vody.

Poznámky portálu:

Přeloženo 27. 7. 2014, přeložil Petr Melichar