gebildet wurden, mit Explosion und lebhafter Flamme;
andere blieben bestehen, liefen aber an und bedeckten
sich zuletzt mit einer weißen Rinde, die sich an ihrer
Oberfläche bildete.« Der Chemiker soll bei seinen Entde-
ckungen derart begeistert gewesen sein, dass er seine
Arbeit erst nach einer Pause fortsetzen konnte.
Bei dieser so genannten Schmelzflusselektrolyse laufen
die folgenden Prozesse ab:
Minuspol: Na+(l) + e- —› Na(l)
Natriumion + Elektron —› Natriumatom
Pluspol: 4 OH-(l) —› 2 H 2 O(l) + O 2 (g) + 4 e-
Hydroxidionen —› Wassermoleküle + Sauerstoffmolekül + Elektronen
Mit Ätzkali erhielt Davy ähnliche Ergebnisse. Er nannte die
beiden neuen Metalle Sodium und Potassium, abgeleitet
von Soda und Pottasche. Jöns Jakob Berzelius (1779–1848)
gab ihnen die deutschen Bezeichnungen Natrium und
Kalium und ordnete ihnen die chemischen Symbole Na
und K zu. Die anderen Alkalimetalle wurden erst Jahrzehn-
te später entdeckt und in Reinform dargestellt.
Davy wie auch andere Chemiker seiner Zeit machten
sich nach der Isolierung der neuen Elemente gleich daran,
ihre Eigenschaften zu untersuchen: Sie sind so weich,
dass sie mit einem normalen Messer durchgeschnitten
und portioniert werden können. Da sie schon an der Luft
rasch anlaufen und eine Hydroxidschicht bilden, hatte er
die Idee, sie in einer Flüssigkeit aufzubewahren. Hierzu
eignet sich Paraffinöl, in dem auch heute noch Alkalime-
talle gelagert werden. Mit Wasser dagegen reagieren sie
heftig; dabei bildet sich Wasserstoff, der sich mitunter
entzündet, sowie eine alkalische Lösung. Bei Kalium
verläuft dieser Prozess sogar explosionsartig. Chemisch
formuliert erhält man:
2 Na(s) + 2 H 2 O(l) —› 2 Na+(aq) + H 2 + 2 OH-(aq)
Natriumatome + Wassermoleküle —› Natriumionen + Wasserstoff-
molekül + Hydroxidionen
Beim Experimentieren fallen beim »Entrinden« des ange-
laufenen Metalls zahlreiche kleine Schnipsel an, die ele-
mentares Natrium enthalten und entsorgt werden müssen.
Dazu gibt man sie in Ethanol, wo sie entsprechend der
folgenden Gleichung vergleichsweise gemächlich mitein-
ander reagieren:
2 Na(s) + 2 C 2 H 5 OH(l) —› 2 Na+ + 2 C 2 H 5 O- + H 2 (g)
Natriumatome + Ethanolmoleküle —› Natriumionen + Ethanolat-Ionen +
Wasserstoffmolekül
Dieses (Entsorgungs-)Experiment ist wesentlich eindrucks-
voller, wenn man zuvor den Fluoreszenzfarbstoff Pyranin
in Ethanol löst. Unter UV-Licht (mit einer Wellenlänge von
365 Nanometern) fluoresziert Pyranin in Ethanol intensiv
blau. Gibt man Natriumreste in diese Lösung, so dass die
oben beschriebene Reaktion einsetzt, ändert sich die
Fluoreszenz spektakulär von blau nach grün. Dies liegt
daran, dass die entstehenden Ethanolat-Ionen jeweils ein
Proton aus den Farbstoffmolekülen abspalten. Dadurch
ändern sich die Fluoreszenzeigenschaften des Pyranins.
MATTHIAS DUCCIAlkalimetallverbindungen dienen heute unter ande-
rem zur Energieerzeugung sowie -speicherung (etwa in
Lithium-Ionen-Akkumulatoren), zu medizinischen Zwecken
(beispielsweise Lithiumzitrat in der Neurologie) und als
Addi tive in Betonbauten (Lithiumverbindungen). Man fin-
det sie in Feuerwerkskörpern (beispielsweise Kaliumchlo-
rat), als Gewürz auf dem Frühstücksei (Natriumchlorid)
und im Düngemittel (darunter Natrium- und Kalium salze)
für das Getreide, aus dem unser Frühstücksbrötchen
entsteht. QUELLEN
Davy, H.: Electrochemische Untersuchungen. In: W. Ostwald
(Hg.): Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften 45, 1893
Jansen, W. et al.: Die Entdeckung der Alkalimetalle Natrium
und Kalium. Praxis der Naturwissenschaften – Chemie in der
Schule 4, 1991
Stalke, D.: Alkalimetalle – reaktive Alleskönner. Praxis der
Naturwissenschaften – Chemie in der Schule 3, 2014Ethanolat-Ion + Pyranin —› Ethanol-Molekül + Pyranin (deprotoniert)
Pyranin (links) fluoresziert unter UV-Licht blau, während seine
deprotonierte Form (rechts) dann grün leuchtet.Beim Entsorgen von Natriumschnipseln in einer ethanoli-
schen Pyranin-Lösung ändert sich die Fluoreszenz unter UV-
Licht (Wellenlänge 365 nm) von blau zu grün.