In ihrer reinen Form sind die Alkalimetalle (Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium) weiche, glänzende Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt. Alkalimetalle reagieren leicht mit Luft und Feuchtigkeit. Aufgrund ihrer Reaktivität müssen bei der Verwendung und Lagerung dieser Metalle besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium (L-R).

Welche Gefahren bestehen?

Alkali-Metalle reagieren mit Luft und bilden ätzende Metalloxide. Die schwereren Alkalimetalle (Rubidium und Cäsium) entzünden sich spontan, wenn sie bei Raumtemperatur der Luft ausgesetzt werden.

Alkalimetalle reagieren mit Wasser und erzeugen Wärme, Wasserstoffgas und das entsprechende Metallhydroxid. Die bei dieser Reaktion entstehende Wärme kann den Wasserstoff oder das Metall selbst entzünden, was zu einem Brand oder einer Explosion führt. Die schwereren Alkalimetalle reagieren heftiger mit Wasser.

Wie kann ich mich schützen?

VOR DER ARBEIT MIT ALKALI-METALEN

• Entwickeln Sie eine Standardarbeitsanweisung (SOP) für Ihr Experiment und besprechen Sie die SOP mit Ihrem Principal Investigator (PI).
• Lesen Sie mehr über die Entwicklung von Standardarbeitsanweisungen.
• Stellen Sie sicher, dass das Personal, das mit Alkalimetallen arbeitet, eine entsprechende Stufe III-Schulung (laborspezifisch) absolviert hat, die auch eine Überprüfung der Standardarbeitsanweisung umfasst.
• Stellen Sie sicher, dass ein geeigneter Feuerlöscher der Klasse D zur Verfügung steht, bevor Sie mit Alkalimetallen arbeiten. Wenden Sie sich an das Büro des Brandschutzbeauftragten der Universität Stanford unter (650) 723-0448, um diese Feuerlöscher zu erhalten. ABC- und CO2-Feuerlöscher dürfen nicht zum Löschen von Alkalimetallbränden verwendet werden.

ARBEITEN MIT ALKALI-METALEN

• Wenn möglich, arbeiten Sie mit Alkalimetallen in einer Handschuhbox, da eine Handschuhbox eine inerte Arbeitsumgebung bieten kann.
• Wenn es notwendig ist, mit diesen Metallen außerhalb einer Handschuhbox zu arbeiten, führen Sie diese Arbeit in einem zertifizierten Laborabzug durch. Der Arbeitsbereich muss frei von Wasser, fremden brennbaren Materialien und Funken oder anderen Zündquellen sein.

o Um Reaktionen mit der Luft zu verhindern, halten Sie Alkalimetalle unter einem inerten Lösungsmittel wie Mineralöl, Hexan oder Toluol.

o Verwenden Sie luftempfindliche Techniken, wenn Sie mit Alkalimetallen außerhalb einer Handschuhbox arbeiten. Ressourcen für luftempfindliche Techniken sind Sigma Aldrich Technical Bulletin AL-134 und ChemistryViews Tips and Tricks for the Lab: Air-Sensitive Techniques.

Mindest-PSA für Arbeiten mit Alkalimetallen umfasst:

• Schutzbrille o Handschuhe mit angemessener chemischer Beständigkeit
• Flammfester Laborkittel
• Angemessene Straßenkleidung – lange Hosen (oder gleichwertige Kleidung, die die Beine und Knöchel bedeckt) und geschlossene, nicht perforierte Schuhe, die die Füße vollständig bedecken.
• Bei der Handhabung von Alkalimetallen nicht allein arbeiten

Wie lagere ich das?

Um den Kontakt mit Sauerstoff und Wasser zu minimieren, müssen Alkalimetalle in einem luftdichten Behälter unter Mineralöl und/oder unter einem Inertgas, wie Argon, gelagert werden. Handschuhkästen mit inerter Atmosphäre sind ein geeigneter Ort für die Lagerung von Alkalimetallen.

Spezifische Lagerungshinweise für Lithium:

• Stickstoffgas ist keine inerte Atmosphäre für Lithium, da Lithium mit Stickstoff reagiert und eine dunkle Schicht aus Lithiumnitrid bildet.

Lithiumstücke mit sichtbarem Lithiumnitrid laufen an.

• Lithium (Dichte: 0,534 g/cm3 ) schwimmt in Mineralöl (Dichte: 0,8 g/cm3 ). Stellen Sie sicher, dass Lithiumstücke, die in Öl gelagert werden, gründlich umhüllt sind.
• Alternativ kann Lithium unter einer Schicht aus Vaseline oder Paraffinwachs gelagert werden.

Spezifische Lagerungshinweise für Kalium:

• Kalium muss immer unter einer inerten Atmosphäre gelagert werden. Selbst wenn es unter Mineralöl aufbewahrt wird, kann sich nach längerer Lagerung ein gelber Belag aus Kaliumsuperoxid bilden, wenn Sauerstoff im Kopfraum des Behälters vorhanden ist.
• Kaliumsuperoxid kann mit Mineralöl einen stoßempfindlichen Sprengstoff bilden.
• Alkalimetalle sind im Stanford Storage Group Classification System als Lagergruppe B eingestuft. Diese Gruppe ist mit keiner anderen Lagergruppe kompatibel und muss separat gelagert werden.

Wie entsorge ich das?

• Abfälle von Alkalimetallen können auf die gleiche Weise gelagert werden wie loses Metall (d.h. unter Mineralöl und/oder einer inerten Atmosphäre). EH&S wird Alkalimetallabfälle, die auf diese Weise gelagert werden, als gefährliche Abfälle abholen.
• Erstellen Sie Kennzeichnungen für gefährliche Abfälle und beantragen Sie die Abholung gefährlicher Abfälle über das WasteTag-System.
• Abschrecken Sie Alkalimetalle nicht, es sei denn, dies ist ein notwendiger Teil des experimentellen Verfahrens.
• Wenn Abschrecken notwendig ist, geben Sie eine detaillierte Beschreibung des Abschreckverfahrens in der Arbeitsanweisung. Wenden Sie sich an EH&S unter (650) 723-0448.
• Bei der Reinigung von Geräten und Werkzeugen, die für die Arbeit mit Alkalimetallen verwendet werden, ist Vorsicht geboten. Mögliche Methoden sind das Abspülen mit Isopropanol oder Tertbutanol (die langsamer mit Alkalimetallen reagieren) oder das Eintauchen in eine große Menge Eiswasser. Wenden Sie sich an Ihren PI, um die geeignete Vorgehensweise festzulegen.
• Feste Materialien (z. B. Handschuhe, Papiertücher oder Kimwipes), die mit kleinen Mengen Alkalimetall verunreinigt sind, können in Metalldosen gesammelt werden, um sich vor der Brandgefahr zu schützen, die durch eine verzögerte Reaktion des restlichen Alkalimetalls mit der Luft entsteht. Diese Dosen sind bei Stanford EH&S.

erhältlich.