Versuch 17: Lithium auf Wasser - Einleitung

Die chemischen Elemente sind die atomaren Grundbausteine aller Stoffe aus denen unsere Welt besteht. Diese grundlegenden atomaren „Legosteine“ lassen sich auf chemischen Wegen nicht weiter zerlegen, lediglich die Physik kennt Wege sie in noch kleinere Elementarteilchen zu zerlegen.

Elemente haben zueinander verschiedene oder ähnliche Eigenschaften und lassen sich dadurch in Gruppen mit verwandten Eigenschaften sortieren. Schon seit der Antike versuchten Gelehrte und in der Folge ab dem 19. Jahrhundert Chemiker eine Ordnung für die unterschiedlichen Atome zu finden. Lothar Meyer und Dimitri Mendelejev begründeten schließlich das noch heute gültige Periodensystem der Elemente (PSE), indem sie wiederkehrende Charakteristika bei verschiedenen Elementen erkannten.

Vornan galt es Elemente zu finden und diese von Verbindungen, also größeren Atomverbänden mehrerer Elemente zu unterscheiden. Zu Lothar Meyers Zeiten waren erst ca. 15 der heutigen 92 natürlichen Elemente bekannt. Mit den unstabilen Elementen, den Transuranen hat das PSE heute mehr als 110 Elemente zu denen stetig neue entdeckt werden.

Eine PSE-Gruppe sind die Alkalimetalle, eine Elementfamilie zu denen das Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Francium gehören. Als Gruppe im PSE zeigen alle Alkalimetalle ähnliche Eigenschaften. Alle haben metallische Eigenschaften und reagieren leicht mit Sauerstoff und Wasser.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Ätzend Leichtentzündlich Neutralisieren! In den Ausguss geben.

Chemikalien

  • Spülmittel
  • Lithium
  • Phenolphthalein

Materialien

  • Glaswanne
  • Messer
  • Drahtnetz
  • Pinzette
  • Drahtnetz
  • Brenner

Durchführung

Zuerst wird eine Glaswanne zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Um das Risiko zu vermindern, das sich das Lithium am Rand des Beckens festsetzt wird etwas Spülmittel in die Lösung gegeben, um die Oberflächenspannung des Wassers abzusenken. Einige Tropfen Phenolphthalein werden in die Wanne gegeben.

Man nimmt nun ein Stück Lithium aus dem Glas und schneidet ein etwa erbsengroßes Stück ab. Für das Schneiden des Alkalimetalls verwendet man ein Drahtnetz. Das restliche Lithium gibt man in das Glas zurück. Mögliche Rindenanteile werden mit dem Messer entfernt und kommen auch zurück in die Flasche. Das entrindete Lithiumstück gibt man mit Hilfe einer Pinzette auf die Wasseroberfläche.

Entsorgung

Das Drahtnetz, das Messer und die Pinzette werden nach Versuchende in der Brennerflamme abgeflammt. Die Lithiumhydroxidlösung wird auf Lithiumreste überprüft, neutralisiert und in den Ausguss gegeben.

Ergebnisse

Das Lithium flitzt zischend über die Wasseroberfläche. Bei genauer Beobachtung fällt auf, dass das Lithium kugelförmig und immer kleiner wird. Es hinterlässt violette Schlieren im Wasser. In manchen Fällen kömmt es kurz vor Ende der Reaktion zur Entzündung, oder Explosion des Lithiums.

Das Lithium reagiert mit dem Wasser in folgender Weise:

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

Diese Reaktion verläuft exotherm, weshalb das Lithiumstück schmilzt und so die runde Form annimmt. Der entstehende Wasserstoff treibt das Lithiumstück an. Der Basenindikator Phenolphthalein zeigt durch seine Violettfärbung die entstehende Lauge, in diesem Fall Lithiumhydroxid, an.

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