R-2-1.アルカリ金属の単体と炎色反応
■ 学習項目
アルカリ金属の性質と元素の炎色反応
1.アルカリ金属の性質
2.炎色反応
3.危険性とその性質
4.無機化学工業の例:炭酸ナトリウムNa2CO3の製法
■ ポイント
・ 1,2族元素の炎色反応
・ アルカリ金属の危険性とその性質
・ 無機化学工業の例:炭酸ナトリウムNa2CO3の製法
コンテンツ1
1.アルカリ金属の性質
■ 解説のポイント
・アルカリ金属元素の単体は、密度が小さく融点も低い。





(a)Naの水との反応
アルカリ金属の単体の保存法は、空気中の酸素によって酸化されたり、水蒸気と反応したりするので、灯油中に保存する。リチウムは灯油より軽いので浮いている。




(b)やわらかさの確認
・アルカリ金属元素の単体は、比較的軟らかく、ナイフで切断できる。
・切断面は金属光沢を示すが、空気中では直ちに酸化されて光沢を失う。
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コンテンツ2
2.炎色反応
■ 解説のポイント
・アルカリ金属のイオンは、炎に入れるとそれぞれ固有の色を示す。
・炎色反応は、アルカリ土類金属や銅などにも見られる。
・花火は、その色づけにアルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素の硝酸塩や硝酸銅(II)などが使われている。

リチウム Li:赤色,ナトリウム Na:黄色
ルビジウム(Rb):赤〜青紫色,セシウム(Cs):青色
 




(a)カリウム K:1族元素(アルカリ金属)
  淡紫色




(b)カルシウム Ca:2族元素(アルカリ土類金属)
  橙赤色




(c)ストロンチウム Sr:2族元素(アルカリ土類金属)
  紅色


(d)バリウム Ba:2族元素(アルカリ土類金属)
  黄緑色




(e)銅 Cu:11族元素
  青緑色

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コンテンツ3
3.危険性とその性質
■ 解説のポイント
・アルカリ金属の水酸化物は、いずれも水に溶けて強い塩基性を示し、酸と中和反応をする。
・水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどは、空気中の水分を吸収して溶ける(潮解性)。



水酸化ナトリウムの潮解性
・空気中に放置すると、空気中の水分を吸収して溶ける。これを潮解という。さらに放置すると炭酸ナトリウムNa2CO3に変化する。

      2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

・水酸化ナトリウム水溶液の保存法は、ゴム栓もしくはシリコン栓を利用する。ガラス栓を使用すると、すり合わせ部分が強アルカリのNaOHによって腐食されたり、空気中のCO2とNaOH水溶液が反応して炭酸ナトリウムNa2CO3が生成したときに、栓が抜けなくなってしまう。

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コンテンツ4
4.無機化学工業の例:炭酸ナトリウムNa2CO3の製法
■ 解説のポイント
・炭酸ナトリウムは、ガラス、せっけんなどの原料として重要である。





・アンモニアソーダ法=ソルベー法
・工業的には塩化ナトリウムの飽和水溶液とアンモニアに、石灰石(CaCO3)から得たCO2を作用させて得る。
・炭酸ナトリウムを空気中で放置すると、十水和物から一水和物になる(風解)。
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