فلز های قلیایی در معرض هوا

هنگامی که فلزات قلیایی برای مدتی در معرض هوا قرار گیرند مخلوط پیچیده ای از ترکیبات شیمیایی روی سطح آنها تشکیل می شوند.درباره ی نام و ویژگی های این مخلوط و چگونگی تشکیل آنها؟

فلزات گروه اول یا همان فلزات قلیایی، بسیار واکنش پذیر هستند. از این رو هرگز به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شوند. این فلزات تقریبا" با تمام اجزای موجود در هوا واکنش می دهند. به عنوان مثال این فلزات با ئیدروژن موجود در هوا واکنش داده و ئیدرید فلز (به عنوان مثال با لیتیم، لیتیم هیدرید) تشکیل می دهد.:


2Li + H2 -> 2LiH

سایر واکنش ها عبارتند از:

واکنش با بخار آب و تولید یک هیدروکسید و گاز ئیدروژن

2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2

واکنش با گاز آمونیاک موجود در هوا:

2Li + 2NH3 -> 2LiNH2 +H2

واکنش با کربن و تولید کربید فلز (لیتیم کربید)

2Li + 2C -> Li2C2


واکنش با اکسیژن و تولید اکسید فلز (لیتیم اکسید)

4Li + O2 -> 2Li2O

واکنش با اکسیژن اضافی و تولید پراکسید فلز(سدیم پراکسید)
2Na + O2 -> NaO2


واکنش با نیتروزن (لیتیم نیترید) مثال:
6Li + N2 -> 2Li3N

واکنش با گوگرد (سلنیم سولفید)مثال" 2Se + S -> Se2S

همچنین اکسید فلزی که بر روی سطح فلز تشکیل شده است خود می تواند با گازهایی همچون کربن دی اکسید و گوگرد دی اکسید واکنشهای زیر را بدهد.
واکنش اکسید فلزی با کربن دی اکسید و تولید کربنات فلز:
M2O + CO2 --> M2CO3
Na2O + CO2 --> Na2CO3
واکنش با گوگرد دی اکسید و تولید سولفیت فلز:
Na2O + SO2 --> Na2SO3
واکنش با گوگرد تری اکسید و تولید سولفات فلز:
Na2O + SO3 --> Na2SO4

واکنش با آب و تولید هیدروکسید:
2Na2O + H2O --> 2NaOH
توضیحی در مورد اکسیدهای فلزات قلیایی:
فلزات قلیایی، با اکسیژن سه نوع ترکیب مختلف تشکیل می دهند:
1- اکسیدهای "معمولی" : که فرمول عمومی آنهاM2O است. مانند Li2O Na2O. این ترکیبات شامل یون اکسید( O دو بار منفی )هستند. هر یون اکسید با دو یون فلز قلیایی، M+ موازنه می شود.

2- پراکسیدها: فرمول عمومی این ترکیباتM2O2 می باشد. مانند Na2O2 . یون منفی در این ترکیبات، یون پراکسید، O2دو بار منفی، است. هر یون پراکسید با دو یون 1+، M+، موازنه می شود.

3- سوپراکسیدها: فرمول عمومی این ترکیبات MO2 است، مانند KO2. در اینجا، یون منفی، یون سوپراکسید، O2 با یک بار منفی، می باشد. هر یون سوپراکسید با بار 1- به وسیله یک یون 1+، M+، موازنه می شود.

نوع ترکیب حاصل از یک فلز معین، به شرایط ترکیب آن فلز با اکسیژن بستگی دارد. مقدار اضافی اکسیژن، باعث تشکیل پراکسید یا سوپراکسید می شود. پراکسید سدیم از گرم کردن سدیم در جریانی از هوا در دمای 300 درجه سانتیگراد به دست می آید:

2Na (s) + O2 (g) --> Na2O2 (s)
منبع مناسب برای تهیه پراکسید هیدروژن، H2O2، در آزمایشگاه، سدیم سوپراکسید است. این ترکیب با افزودن Na2O2 به آب حاصل می شود:

Na2O2 (s) + 2H2O (l)-->2Na+ (aq) + 2OH- (aq) + H2O2 (aq)
پتاسیم سوپر اکسید، KO2 ، از مهمترین سوپراکسیدهاست. این ترکیب با بخار آب موجود در هوا به راحتی ترکیب می شود:

4 KO2 (s) + 2H2O (g) --> 3O2 (g) + 4KOH (s)

روش فوق یکی از معدود راههای تشکیل اکسیژن به طور خودبخود در دمای اتاق است. به این دلیل، KO2 در دستگاههای تنفس خودکار توسط مامورین آتش نشانی و معدنچیان به کار می رود. KOH حاصل از واکنش فوق، CO2 بازدم را جذب می کند:

KOH (s) + CO2 (g) --> KHCO3 (s)

بنابراین شخصی که از ماسک پر شده با KO2 استفاده می کند، می تواند همان هوا را بارها و بارها تنفس کند.

پیروز و سربلند باشید.

منبع : tebyan.net