% category: unknown
\chapter{Alkalimetall-ammoniakk}
\label{alkmetall} \index{Alkalimetall-ammoniakk|textbf}
\textbf{Knallblå farge og bronse speil.}\\
(oppløsning av alkaliemetaller i konsentrert NH$_{3}$ (aq.)).


\section*{Innledning}
I dette forsøket løser vi alkaliemetallet natrium eller kalium i
konsentrert amoniakk NH$_{3}$ (aq.). Først får vi en sterk blå
løsning, men slipper vi enda mer metall oppi får løsningen en
bronsefarge. Noen ganger får vi et bronsespeil på reagensglassets
sider. Etterpå slipper vi litt NH$_{4}$Cl i løsningen, og det skjer
en spontan avfarging. Løsningen blir helt
hvit.\index{Natrium}\index{Kalium}\index{Alkaliemetaller}\index{Amoniakk
NH$_{3}$}\index{NH$_{4}$Cl}\index{Bronsespeil}\index{Fargede
komplekser}


\section*{Framgangsmåte}
Til dette forsøket trengs et apparatur - oppsett som vist på
figuren nedenfor. Dette må stå i avtrekk da \am er en meget giftig
gass.
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/bronsespeil/bronsespeil}
\caption{Knallblå farge og dannelsen av bronsespeil.}
\end{figure}

\textbf{Kuldeblandingen} brukes for å kondensere \am -gassen. Den
lages ved å knuse tørris som stappes i et beger (termos), og
fylles med alkohol (etanol,
isopropanol).\index{Etanol}\index{Isopropanol}\index{Kuldeblanding}
Hell forsiktig da det lett blir sterk brusing, og tørris på bar
hud medfører sår. Denne kuldeblandingen skulle holde minst
-70\celcius som er tilstrekkelig for å kondensere \am som har
kokepunkt på -33\celcius. Andre kuldeblandinger som CaCl$_{2}$
i vann, er ikke effektive nok.\\
\index{CaCl$_{2}$}\textbf{Konsentrert \am (aq.)} fylles i
skilletrakten, og en lar det dryppe forsiktig ned på NaOH
-pelletsen i kolben under. Det bør være minst et 2 cm tykt
pelletslag. Det utvikles nå ren \am gass som går igjennom røret
med tørkemiddel, og ned i et reagensrør som står i
kuldeblandingen.\\
\newline \index{Silikagel}\index{Tørkemiddel}
\textbf{Tørkemiddelet} er silikagel. Et plast/glass-rør fylles opp
med silikagel, og glassvatt eller bomull settes i begge ender.
Tørkemiddelet hindrer vann i å komme over i den "rene" \am. \\
\newline
Kraftig gassutvikling i 5 - 10 minutter bør være nok til å få
dannet 10 - 15 ml 100$\%$ ren \am. Dette er tilstrekkelig for
forsøket.\\
Rent natrium eller kalium kan nå overføres til reagensglasset med
løsningen, men oksidlaget på metallet må fjernes for å få god
reaksjon. Bruk glasstav og rør rundt. Løsningen vil nå bli sterk
blå. For å få bronsefarge må enda mer metall brukes. En mengde som 2
sukkerbiter til 10 ml \am skulle være passe. En kan nå putte litt
NH$_{4}$Cl ammoniumklorid i løsningen for å få avfarging.
\index{ammoniumklorid} Hvis reaksjonen ikke går, så prøv med mer
NH$_{4}$Cl og rør rundt.


\section*{Teori}
Dannelse av \am gass skjer etter følgende likning:\\
\par \hspace{10mm} NaOH (s) \\
NH$_{4}$OH  $\rightarrow$  NH$_{3}$  +  H$_{2}$O \\
\newline
Flytende \am har en bemerkelsesverdig evne til å løse
alkalimetaller. Slike løsninger er sterke reduksjonsmidler, og
blir brukt i preparativ kjemi.\\
\newline
I fortynnede løsninger foreligger metallet i kompleks av typen
Na(NH$_{3}$)$_{n}$$^{+}$ og ammonerte elektroner i kompleks av
typen e(NH$_{3}$)$_{n}$$^{-}$, hvor elektronet er "fanget" i
hulrommet i \am tetraedret.\index{\am tetraedret}\index{ammonerte
elektroner}\index{kompleks} Den blå fargen skyldes at e$^{-}$
veksler mellom energinivåer i
molekylet.\index{Na(NH$_{3}$)$_{n}$$^{+}$}

\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{images/bronsespeil/bronsespeil2}
%\caption{}
\end{figure}
I konsentrerte løsninger er situasjonen litt forskjellig.

\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{images/bronsespeil/bronsespeil3}
%\caption{}
\end{figure}

Her er elektronet en delokalisert bølge gjennom hele løsningen,
men mest sannsynlig er det rundt metall-atomet. Dette er ikke helt
avklart.\\
\newline
\textbf{Avfarging}: Metalloksider og metallamider er gode
katalysatorer for avfargingsreaksjonen.\\
\newline
2Na  +  2NH$_{3}$  $\rightarrow$ 2Na$^{+}$  +   2NH$_{2}$$^{-}$  +
H$_{2}$\\
\newline\index{autokatalytisk}\index{Metalloksider}\index{Metallamider}\index{Katalysator}\index{natriumamid}
Denne reaksjonen er autokatalytisk i og med at natriumamid dannes.
Ammoniumklorid NH$_{4}$Cl gir avfarging ved reaksjonen:\\
\newline
\par \hspace{20mm} \am  \\
2NH$_{4}$Cl  +  2Na  $\rightarrow$  2Na$^{+}$  +  2Cl$^{-}$  +
2NH$_{3}$ + H$_{2}$


\section*{Forsiktig}
Tørris gir forfrysning på bar hud. \\
\am er en giftig gass, må ikke innhaleres. Alkaliemetallene Na og
K er meget reaktive, og tar fyr i luft og vann. \\
NaOH er en sterk base, og er sterkt etsende.



\section*{Destruksjon}
Den sterke basen NaOH kan helles i vasken med god vannskylling
etterpå. Reagensglasset med alkalimetallene kan en sette i et
stort begerglass, og tilsette vann forsiktig i porsjoner. Det vil
bli en sterk reaksjon med små flammer så vær forsiktig. Etter
dette kan en helle det i vasken.



\section*{Utstyr og kjemikalier}
\begin{table}[h]\begin{tabular}{ll}
  konsentrert ammoniakk \am &  \\
  NaOH pellets &  \\
  Silikagel &  \\
  Tørris & CO$_{2}$ (s) \\
  Alkohol & (etanol) \\
\end{tabular}
\caption{Kjemikalieliste til forsøket - Alkalimetall-ammoniakk}
\end{table}

\nocite{jynge}

\printbibliography
