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Lithium

Li - Na - K - Rb - Cs - Fr

Ein Versuch mit Lithium

Zunächst einmal wollen wir das Metall Lithium näher kennenlernen. Dazu wird in der Schule meistens ein einfacher Versuch gemacht, den man früher sogar als Schülerversuch durchgeführt hat, denn Lithium ist das am wenigsten reaktive Alkalimetall. Nach dem heutigen Sicherheitswahn, nach dem man selbst für das Vermischen von Sand mit Salz eine Gefährdungsbeurteilung im Internet findet, ist das allerdings nicht mehr denkbar!

Versuch
Reaktion von Lithium mit Wasser

Durchführung, Teil 1:

In eine Glaswanne geben wir Leitungswasser, dem wir ein paar Tropfen Phenolphthaleinlösung zusetzen.

Dann füllen wir ein Reagenzglas vollständig mit Wasser, verschließen es mit dem Daumen und stellen es dann kopfüber in die Wasserschüssel. Wenn wir jetzt den Daumen entfernen, bleibt das Wasser in dem Reagenzglas.

Wir schneiden nun mit dem Küchenmesser ein kleines Stück Lithium von einem größeren Lithiumstück ab.

Mit der Pinzette halten wir das kleine Lithiumstück in die Wasserschüssel direkt unter die Öffnung des Reagenglases. Statt der Pinzette können wir auch einen Sieblöffel verwenden, in den wir das Lithiumstück hineingeben. Der "Käfig" des Sieblöffels wird dann unter das Reagenzglas gehalten. Allerdings sollten wir in diesem Fall ein ziemlich weites Reagenzglas verwenden.

Beobachtungen:

Im Reagenzglas steigen farblose Gasblasen hoch. Das Wasser wird aus dem Reagenzglas verdrängt. Das Wasser in der Schüssel färbt sich violett.


Durchführung, Teil 2:

Das Reagenzglas wird mit dem Daumen verschlossen und aus dem Wasser genommen. Die Öffnung des Reagenzglases wird dann an die Flamme des Brenners gehalten.

Beobachtungen, Teil 2:

Man hört einen heulenden Ton, eventuell kann man sogar eine kleine gelbe Flamme im Reagenzglas beobachten. Beim Herausnehmen des Reagenzglases kann man eventuell feststellen, dass sich das Wasser seifig anfühlt.

Erklärungen

Nun wollen wir diesen Versuch deuten. Zunächst einmal ist es bemerkenswert, dass wir das Metall Lithium überhaupt mit einem Messer durchschneiden können. Lithium ist ein sehr weiches Metall.

Bei der Reaktion mit Wasser entsteht ein farb- und geruchloses Gas, das man mit Hilfe der Knallgasprobe leicht als Wasserstoff identifizieren kann. Der Wasserstoff entsteht gemäß folgender Reaktionsgleichung:

2 Li + 2 H2O ===>; 2 LiOH + H2

Aus festem Lithium und flüssigem Wasser bildet sich gasförmiger Wasserstoff sowie im Wasser gelöstes Lithiumhydroxid LiOH. Dieses Lithiumhydroxid verleiht dem Wasser alkalische Eigenschaften; das Phenolphthalein färbt sich rot, und das Wasser fühlt sich seifig an.

Warum schreibt man in der Reaktionsgleichung überall die Ziffer 2 vor die Symbole?

Man könnte die Reaktionsgleichung einfacher formulieren und überall die Ziffer 2 weglassen. Dann würde ein Li-Atom mit einem Wasser-Molekül zu einem LiOH reagieren. Allerdings würde dann nur ein halbes Wasserstoff-Molekül entstehen und man müsste 1/2 H2 schreiben. Das sieht nicht nur nicht schön aus, sondern wird von vielen Schülern auch nicht verstanden oder missverstanden (ein halbes Wasserstoff-Molekül, was ist denn das?).

Würde man stattdessen nur H schreiben, wäre das sachlich falsch, denn das wäre wiederum ein einzelnes Wasserstoff-Atom. Bei der Reaktion entstehen aber keine H-Atome, sondern H2-Moleküle. Die beste Formulierung ist also die oben gezeigte Reaktionsgleichung mit dem Faktor 2.

Das Element Lithium

Lithium, das Element mit der Ordnungszahl 3, wurde 1817 von ARFVEDSON entdeckt. Lithum ist das leichteste aller Metalle. Es hat eine Dichte von 0,53 g/cm3 und schwimmt daher auf dem Wasser. Außerdem ist Lithium ein sehr weiches Metall, man kann es mit dem Messer schneiden. Es schmilzt bereits bei 180 ºC, und die Siedetemperatur beträgt 1370 ºC. Im Vergleich zu anderen Metallen ist Lithium sehr reaktiv. An der Luft läuft es innerhalb weniger Minuten trüb an, und mit Wasser reagiert Lithium unter Bildung von Wasserstoff.

Aufgrund seiner hohen Reaktivität kommt Lithium in der freien Natur nicht in elementarer Form vor, sondern nur in Form von Lithiumsalzen. Einige dieser Lithiumsalze werden in der Medizin eingesetzt (Lithiumtherapie), zum Beispiel bei bestimmten Kopfschmerzen oder gegen psychische Krankheiten wie Depression.

Verwendung findet Lithium vor allem für die Produktion von Batterien und Akkus (Lithiumionen-Akku), aber auch bei der Glas- und Keramikherstellung.

Weitere Einzelheiten finden Sie in der Wikipedia und vielen anderen Webseiten im Internet, ich muss hier nicht alles abschreiben, dazu habe ich weder Lust noch Zeit. Schauen Sie einfach in der rechten Randspalte unter "externe Links" nach.