Sammlung der Chemischen Elemente (Sammlung von Alice/Luna)

[mgritsch]

Da hier nun schon ein Jahr lang Funkstille ist und wir bisher gerade mal bis Li gekommen sind gehe ich nicht davon aus, dass diese Projekt noch wesentlich weiter geführt wird. Ich habe mir also mal erlaubt das bis auf weiteres von der Artikelschmiede zur Spielwiese zu schieben...

[Luna]

Na Natrium 13


Name: Natrium
Summenformel: Na
Andere Namen: Sodium
Dichte: 0,97g/cm³
Isotope: 23Na(100%) --> Reinelement
Molare Masse: 22,98977
Schmelzpunkt: 97,8°C
Gefahrenzeichen: Gefahr
H-Sätze: 260-314
P-Sätze: 223​‐​231,232​‐​260​‐​280​‐​303,361,353​‐​305,351,338


Beschreibung: Nach Langer Pause geht es nun mit dem "Musteralkalimetall" dem Natrium weiter. Das Element wurde im Jahre 1807 unter dem Namen Sodium von Sir Humphry Davy der Royal Society vorgestellt, nachdem dieser es zuvor mittels Schmelzflusselektrolyse von Natriumhydroxid und auch Soda (Natriumcarbonat) elementar darstellen konnte. Durch die Alchemistische Bezeichnung Natron für Soda kam später auch der Name Natrium hinzu. Das reine Metall ist sehr weich und duktil, auch besitzt es ein äußerst hohes Reflexionsvermögen. Natrium ist bereits deutlich reaktiver als dass vorangegangener Vetter Lithium und reagiert entsprechend Heftig beim Kontakt mit Wasser. In absoluter Dunkelheit lässt sich sogar eine blass grüne Chemolumineszenz an der Luft beobachten, wobei es sich sehr rasch mit einer Schicht aus Hydroxid und Carbonat überzieht. Als häufigsten Alkalimetall in der Erdkruste ist Natrium ubiquitär, und somit in fast allen Gesteinen und Lebewesen enthalten. Der Mensch besteht zum Beispiel zu 0,1% seines Gewichts aus Natrium. Hier hat es viele essentielle Aufgaben, wie den Wasserhaushalt, sowie die Regelung der osmotischen Druckverhältnisse und des Säure Base Gleichgewichtes. Beobachten lässt es sich auch in nahezu jeder offenen Flamme, wo ubiquitäre Natrium Spuren seine Typisch Orange Flammenfarbe im Bereich von 590nm hervorrufen. Welche im Übrigen auch in Natrium Dampflampen, wie z.B. älteren Straßenlaternen zu finden ist. Gewinnung erfolgt zumeist als Natriumchlorid in Form des Minerals Halit aus dem Meersalz, oder Fossilen Steinsalz Lagerstätten. Hierzu ist ein Besuch eines Kalibergwerkes wie z.B. der Grube Merkers (s.A.) sehr zu empfehlen. Neben seinen vielen bekannten Verbindungen findet Elementares Natrium Verwendung als Kühlmittel, wobei man sich seine ausgezeichnete Thermische Leitfähigkeit zunutze macht. Auch zum Trocknen von Lösungsmitteln im Labor, oder als Reduktionsmittel zur Synthese von Titan oder Uran oder anderer Elemente kann es verwandt werden.


Bilder:

Das Natrium im Periodensystem der Elemente

Die Natrium Proben einzeln vorgestellt von Links nach Rechts: Natriumhydroxid Plättchen, Halit Kristall-Fundstück untertage in Sigmunds Hall 2014, Stück Natrium unter Paraffin- Erworben 2010, 10,2g Hochreines Natrium unter Vakuum-Geschenk 2021, Natrium unter Argon-Abgeschmolzen 2010 (eine der ersten eigenen Proben.)

Bei genauerer Betrachtung glitzern die Resublimierten Na Kristalle im Licht.

Das Mineral Natrolith (Na2(Si3Al2)O10 • 2 H2O) Maharahstra (Indien)-eingetauscht 2015, Natrium Feldspat Albit (NaAlSi3O8) Gilgit Baltistan (Pakistan)-erworben 2023

Nachfolgend ist noch das sehr zu empfehlende Besucher Bergwerk Merkers in Thüringen verlinkt, wo man sich den Kalibergbau in allen Facetten einmal näherbringen kann.

Literatur:https://www.erlebnisbergwerk.de/de-de/b ... #aktuelles

[Luna]

K Kalium 19


Name: Kalium
Summenformel: K
Andere Namen: Potassium
Dichte: 0,89g/cm³
Isotope: 39K(93,2581%), 40K(0,017%), 41K(6,7302%)
Molare Masse: 39,0983
Schmelzpunkt: 63,5°C
Gefahrenzeichen: Gefahr
H-Sätze: 260-314, 014
P-Sätze: 223​‐​231,232​‐​280​‐​305,351,338​‐​370,378​‐​422


Beschreibung:
Neben der Darstellung des Natriums aus Soda konnte Humphry Davy auch ein Weiteres noch Reaktions freudigeres Metall aus Pottasche extrahieren, das Kalium. Auch in seinen Eigenschaften ähnelt es dem Natrium, wobei es noch reaktiver und auch weicher als dieses ist und eine Violette Flammenfärbung erzeugt. Um jene trotz der dominanteren Natrium Spuren sehen zu können verwendet man ein Cobalt gefärbtes Glas, welches den Wellenlängenbereich des Natriums herausfiltert. In der Erdkruste finden wir Kalium in großen Mengen, so kommt es in vielen Gesteinsbildenden Mineralien, wie dem Kalifeldspat vor. Aufgrund der derartig Großen Vorkommen macht das Radionuklid 40K Trotz seines geringen Anteils am natürlichen Isotopengemisch einen Beträchtlichen Teil der Hintergundstrahlung aus. Der Kalium Anteil im Menschlichen Körper ist mit 0,25 Gewichtsprozent sogar noch einmal höher als der des Natriums, welche sich hier ihre Aufgaben teilen.
Abgebaut wird das Alkalimetall vor allem in Form des Minerals Leucit [K(AlSi2O6)] oder des Sylvin [KCl]. Auch hier ist der Besuch eines Kali Bergwerks sehr zu empfehlen, siehe Natrium. Eine Legierung aus Natrium und Kalium, mit einem Kalium Anteil bei78% hat einen mit -14,4°C sehr niedrigen Schmelzpunkt und lässt sich so zur Kühlung nahe Raumtemperatur, aber auch für einen Springbrunnen verwenden. Hier ist allerdings äußerste Vorsicht geboten, das Eutektikum ist aufgrund der hohen Oberfläche sehr Reaktiv und reagiert oft schon bei Feuchter Luft explosiv.
Bilder:

Das Kalium im Periodensystem der Elemente

Die Kalium Proben einzeln vorgestellt von Links nach Rechts: ca 0,5g Kaliumcyanid-Werkstattfund 2023, Orthoklas (Kaliumfeldspat) Epprechtstein (Fichtelgebirge)-eingetauscht 2015, 5,8g hochreines Kalium unter Vakuum-Geschenk 2021. Kaliumchromsulfat Kristall-selbst gezüchtet 2012, NaK Legierung (stark oxidiert)-hergestellt und abgeschmolzen 2011

Hier sieht man noch eine glänzende Kugel des Flüssigen Metalls.

Im Durchlicht zeit das sonst fast schwarze Kaliumchromsulfat seine dunkelviolette Farbe

Hochreines Kalium hat einen hell silbernen Glanz

Die Kalifeldspäte von links nach Rechts: Sanidin (Hochtemperaturmodifikation) Weibern in der Eifel-Eigenfund 2023, Orthoklas (Mitteltemperaturmodifikation) Erongo Gebirge (Namibia)-erworben 2023, Mikroklin Novo Horizonte (Brasilien)-Geschenk 2022

Das Mineral Sylvin in derber Form Sigmundshall-Fund eines Befreundeten Steigers 2009

Nachfolgend ein Video der Universität Nottingham bezüglich der NaK Legierung und eines Springbrunnens

Literatur:

[Luna]

Rb Rubidium 37

Name: Rubidium
Summenformel: Rb
Andere Namen: -
Dichte: 1,53g/cm³
Isotope: 85Rb(72,17%) 87Rb(27,83%)
Molare Masse: 85,4678
Schmelzpunkt: 39,3°C
Gefahrenzeichen: Gefahr
R-Sätze: 260-314, 014
S-Sätze: 223​‐​231,232​‐​280​‐​305,351,338​‐​370,378​‐​422


Beschreibung:
Benannt nach seiner dunkelroten Flammenfarbe wurde das Rubidium an eben dieser von Chemiker Robert Wilhelm Bunsen und dem deutschen Physiker Gustav Robert Kirchhoff bei Spektralen Untersuchungen des Minerals Lepidolith im Jahre 1861 entdeckt. Später gelang es Ihnen dann aus Bad Dürkheimer Mineralwasser das Salz Rubidiumchlorid zu isolieren, und hieraus schließlich mittels Schmelzflusselektrolyse das reine Metall darzustellen. Rubidium ist ein ziemlich seltenes Metall in unserer Umwelt und findet sich als inkompatibles Spurenelement nur in geringer Menge in einigen Mineralien wie eben dem Lepidolith ,aus welchem es als Nebenprodukt gewonnen wird und im Meerwasser. Das Element findet aufgrund seines hohen Preises nur in geringem Maße Anwendung ,wie in manchen Photozellen, Vakuumröhren oder Hochleistungslampen. Auch in Schmerz und Beruhigungsmitteln werden teilweise Rb Salze eingesetzt. Der größte Anteil des geförderten Rubidiums dient aktuell noch der Forschung. Bemerkenswert ist die Möglichkeit mittels der extrem langen Halbwertszeit des Isotops 87Rb von 48 Milliarden Jahren, alters Bestimmungen im Kosmischen Maßstab durchzuführen. Auch lassen sich mittels dieses Rubidium Isotops die mitunter genauesten Atomuhren für z.B. GPS Satteliten betreiben.

Bilder:

Das Rubidium im Periodensystem der Elemente

Die Rubidium Proben einzeln vorgestellt von Links nach Rechts: Mineralwasser aus der Quelle in Bad Dürkheim-abgefüllt 2017, 5.9g Hochreines Rubidium unter Vakuum-Geschenk 2021, Rubidiumchlorid-zur Synthese von Rb2Cr2O7 erworben 2021, 87Rb-Geschenk 2020

Rubidium kann hochglänzende Kristalle wie diese bilden, wenn man es langsam abkühlt.

Isoliertes 87Rb zur Verwendung in einer Atom Uhr

Nachfolgend ein Artikel über den Aufbau einer solchen Rb Uhr.

Literatur: https://de.wikipedia.org/wiki/Rubidium-Oszillator

[Luna]

Cs Cäsium 55


Name: Cäsium
Summenformel: Cs
Andere Namen: -
Dichte: 1,873g/cm³
Isotope: 133Cs(100%) 137(künstlich)
Molare Masse: 132,9055
Schmelzpunkt: 28,5°C
Gefahrenzeichen: Gefahr
R-Sätze: 260-314, 014
S-Sätze: 231,232​‐​260​‐​280​‐​305,351,338​‐​370,378​‐​422


Beschreibung: Neben den Rubidium Fanden Robert Wilhelm Bunsen und Gustav Robert Kirchhoff bei ihren Untersuchungen des Lepidolith ach weitere bis dato unbekannte Spektrallinien bei 455 und 459 nm. Dies entspricht einem Himmelblau, so wurde das neue Alkalimetall nach dem griechischen Caesius für himmelblau benannt. Später gelang es auch hier analog zum Rubidium mittels Wasseraufbereitung zunächst das Chlorid und dann das reine Metall darzustellen. In reiner Form ist Cäsium ein Goldgelbes und extrem weiches Metall mit einem sehr niedrigen Schmelzpunkt. Auch ist es das reaktivste aller Alkalimetalle und muss daher zwingend unter getrocknetem Öl besser noch unter Schutzgas gelagert werden. Finden lässt es sich in der Natur nur in geringer Menge, wobei das seltene Mineral Pollucit [Cs(Si2Al)O6 • n H2O] neben dem Lepidolith die bedeutendste Quelle darstellt. Verwendung findet es unter anderem in Photozellen, Gleichrichtern, Caesiumdampflampen und Vakuumröhren. In einigen exakten Atomuhren wird die Schwingungsfrequenz des Caesiumisotops 133Cs ausgenutzt. Solche Uhren haben in 10000 Jahren lediglich eine Abweichung von 0,3 Sekunden. Traurige Berühmtheit erlangte es durch die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl, bei welcher sich das Spaltprodukt 137Cs in großen Mengen in der Umwelt verteilen und als Hochaktives Radionuklid endsprechenden Schaden anrichten konnte. In kontrolliertem ,medizinischem Rahmen kann jenes allerdings auch zur Behandlung von Tumoren eingesetzt werden.


Bilder:

Das Cäsium im Periodensystem der Elemente

Die Cäsium Proben einzeln vorgestellt von Links nach Rechts: ca. 2g elementares Cäsium unter Argon-Geschenk 2015, 1g Hochreines Cäsium unter Vakuum- Geschenk 2020, Cäsiumiodid-zur Synthese von Cs2Cr2O7 erworben 2021, Pollucit Kristall Manitoba (Kanada)-erworben 2022

Ein Test Strahler mit 1µCi 137Cs-Geschenk eines Befreundeten Physik Lehrers zum Geburtstag 2019.

Hochreines Cäsium hat eine spiegelnd hellgoldene Farbe, bei geringster Oxidation schwenkt Sie Richtung Messinggelb. (wirkt auf dem Bild etwas dunkler)

Pollucit ist ein Cäsium-Alumosilikat und an manchen Orten in Abbau würdigen Mengen zu finden.

Nachfolgend ein interessanter Artikel des Umweltbundesamtes zur Cäsium 137 Kontamination nach Tschernobyl und seine Ausbreitung durch Wasser.


Literatur:https://www.umweltbundesamt.at/fileadmi ... be111a.pdf

[Luna]

Fr Frankium 87


Name: Frankium
Summenformel: Fr
Andere Namen: Katium, Actinium K
Dichte: 2,9g/cm³
Isotope: 223Fr
Molare Masse: 223,0197
Schmelzpunkt: 18,7°C (berechnet)
Gefahrenzeichen: Gefahr, Radioaktiv
R-Sätze: n.v.
S-Sätze: n.v.


Beschreibung: Als erster Radioaktiver Vertreter der Alkalimetalle ist Frankium nicht nur instabil sondern sogar eine solch kurze Halbwertzeit das es bis in dass Jahr 1939 eindeutig nachgewiesen werden konnte. Dies gelang der Französischen Labor Assistentin Marguerite Perey im Curie Institut in Paris. Ihr war beim Zerfall von Actinium ein bis dahin unbekanntes Isotop aufgefallen, welches in geringsten Spuren bereits starke Strahlung abgab. Chemische Trennverfahren gestalteten sich zunächst sehr schwierig, aufgrund der Vermutung es handele sich um das schwerste Alkalimetall Actinium K genannt versuchte man es mit Cäsium gemeinsam auszufällen, was dann auch gelang. Zunächst schlug Marguerite den Namen Katium für das neue Element vor, da es am Leichtesten ein Kation bilden können sollte. Aufgrund geäußerter Bedenken bezüglich einer Verwechslung mit Kratzten im englischen Sprachraum entschied man sich letztlich für Ihre Heimat Frankreich und Element Nummer 87 wurde auf den Namen Frankium getauft. Man kann zwar aufgrund der Halbwertszeit von gerade einmal 22 Minuten nur geringste nicht wägbare Mengen des Frankiums herstellen, dennoch ist es gelungen einige Eigenschaften des Alkalimetalls zu untersuchen. Kurioserweise ist die Bindungsenergie des Valenzelektrons beim Frankium tatsächlich ein ganz klein bisschen größer als die des Cäsiums. Dies ist auf die Relativistischen Effekte großer Atomkerne durch die immer schneller werdenden inneren Elektronen zurückzuführen und aktuell Gegenstand der Grundlagenforschung. Auch ist wohl davon auszugehen, das Frankium eine Absorption zwischen 550nm und 580nm aufweisen soll. Dies endspräche einer Violett-Pinken Farbgebung.


Bilder:

Das Frankium im Periodensystem der Elemente

Die Frankium Proben einzeln vorgestellt von Links nach Rechts: Uranerz Grube Uranus (Annaberg Erzgebirge)-Eigenfund 2015, Replik eines Frankium Tropfens, Replik 2g elementaren Frankiums-eine Freundin hatte 2019 die Idee Pinken Nagellack zu verwenden, da zu dieser Zeit Berechnungen zum Erscheinungsbild veröffentlicht wurden, 1 Franc-Wechselgeld 2014, 235U angereichertes Urandioxid-Geschenk 2022

Hier ist der Wahlspruch Frankreichs zu erkennen.

Die hier vorhandene Menge Uran 235 sollte zu jedweder Zeit für etwa 4750 Frankium 223 Atome in der Ampulle sorgen.

Krustige Pechblende (UO2) Menzenschwand (Schwarzwald)-Eigenfund 2023

Nachfolgend ein Artikel zu Relativistischen Effekten innerhalb der Atome. Die inneren Elektronen des Oganesson bspw. erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit.

Literatur:https://de.wikipedia.org/wiki/Relativistischer_Effekt

[lemmi]

Sag mal, ist die Maxquelle in Bad Dürkheim frei zugänglich? Eine Wasserprobe davon hätte ich auch gerne. Das Wasser soll auch einen beträchtlichen Arsengehalt aufweisen und wurde früher zu therapeutischen Arsenkuren verwendet. Du könntest es sich in das Fach mit der Ordnungszahl 33 stellen!

[Luna]

Sag mal, ist die Maxquelle in Bad Dürkheim frei zugänglich?

Hallo, Die alte Maxquelle ist nicht mehr in Betrieb. Die neue Maxquelle, von welcher das Gradierwerk gespiesen wird ist derzeit aktiv. Der Sole (Wasser) wird allerdings im Vorfeld das Arsen, wessen Gehalt hier ohnehin deutlich geringer ausfällt in einer modernen Anlage entzogen. Abgefüllt und ohne Arsenanteil bekommt man das vor Ort auch in dekorativen, den alten Heilwasser Flaschen nachempfundenen Behältern. (zumindest als wir vor Ort waren) Meine Probe erhielt ich mitsamt der Schliffflasche von dem Netten Herrn, der uns die Salinen Anlagen gezeigt hat. (bin mir nicht mal sicher, ob die schon von Arsen Befreit ist) Im Zweifels Fall also einmal nett Fragen, oder eine Flasche mit Sole ohne Arsen kaufen. Ebenso wäre das Auffangen einer Kleinen Menge direkt am Gradierwerk möglich. Dort Tropft es ja überall...
Grüße und Frohes Neues von Alice.