Conţinut
Când magneziu arde în aer, se combină cu oxigenul pentru a forma un compus ionic numit oxid de magneziu sau MgO. Se poate combina cu azot pentru a forma azotat de magneziu, Mg3N2, si poate reactiona, de asemenea, cu dioxid de carbon. Reacția este puternică, iar flacăra rezultată este o culoare albă. Folosea combustia de magneziu pentru a genera lumina folosită la apariția flash-urilor de aparate fotografice, dar astăzi becurile au preluat acest loc. Totuși, aceasta este o demonstrație comună în sălile de clasă.
instrucțiuni de ghidare
-
Amintiți-vă publicului că aerul este un amestec de gaze, alcătuit în principal din azot și oxigen; deși conține, de asemenea, dioxid de carbon și alte gaze.
-
Explicați faptul că atomii tind să fie mai stabili când stratul exterior este complet, adică atunci când are cât mai mulți electroni posibil. Magneziul are doar două; prin urmare, are tendința de a le "împrumuta" reacțiilor chimice. Ionul pozitiv format în acest proces, Mg + 2, are stratul exterior complet. Deja oxigenul tinde să câștige doi electroni pentru a-și completa stratul exterior.
-
Explicați că atunci când oxigenul a câștigat acești doi electroni din magneziu, acesta va avea mai mulți electroni decât protonii și acest lucru îi dă o încărcare negativă. Atomul de magneziu, care a pierdut doi electroni, are acum mai mulți protoni; având astfel o sarcină pozitivă. Acești ioni încărcați opuși atrag, formând o structură asemănătoare cu zăbrele.
-
Explicați că, prin combinarea magneziului cu oxigenul, produsul, oxidul de magneziu, are mai puțină energie decât reactanții. Energia pierdută este emisă sub formă de căldură și lumină, ceea ce explică flacăra albă strălucitoare pe care o veți vedea. Cantitatea de căldură este astfel încât magneziu poate reacționa, de asemenea, cu azot și dioxid de carbon, care sunt adesea destul de nereactive.
-
Explicați-i publicului că este posibil să descoperiți cantitatea de energie eliberată în proces împărțind-o în mai multe etape. Căldura și energia sunt măsurate într-o unitate numită joulă, cu un kilojoule egal cu o mie de jouli. Magneziul vaporizat pentru faza gazoasă utilizează 148 kJ / mol, în care mol este de 6,022 x 10 atomi sau particule de átomos átomos. Deoarece reacția implică doi atomi de magneziu pentru fiecare moleculă de oxigen O2, multiplicați acest număr cu 2 pentru a ajunge la 296 kJ costuri. Ionizarea cu ioni de magneziu folosește mai mult de 4374 kJ, în timp ce ruperea O 2 pentru atomii individuali utilizează 448 kJ. Pentru a adăuga electronii la oxigen, se utilizează 1404 kJ. Adăugând toate aceste numere, am observat că cheltuielile au fost de 6522 kJ. Cu toate acestea, toate acestea sunt recuperate de energia eliberată atunci când ionii de magneziu și oxigen se combină într-o structură de zăbrele: 3850 kJ / mol sau 7700 kJ / 2 moli de MgO produs de reacție. Rezultatul este că formarea oxidului de magneziu eliberează 1206 kJ / 2 moli de produs format sau 603 kJ / mol.
Acest calcul nu spune ce se întâmplă de fapt, mecanismul real al reacției implică coliziuni între atomi. Cu toate acestea, vă ajută să înțelegeți de unde provine energia eliberată de acest proces. Transferul de electroni de la magneziu la oxigen, urmat de formarea legăturilor ionice între ioni, eliberează o mulțime de energie. Desigur, reacția implică câțiva pași care au nevoie de energie, ceea ce justifică necesitatea unei încălziri sau a unui scânteie de brichetă pentru a începe procesul. Odată ce acest lucru se face, căldura eliberată este atât de mare încât reacția va continua fără intervenția ulterioară.
sfaturi
- Dacă intenționați să faceți o demonstrație, amintiți-vă că arderea de magneziu este potențial periculoasă. Reacția emite multă căldură; prin urmare, utilizarea dioxidului de carbon sau a unui stingător cu apă în această flacără va agrava situația.
Ce ai nevoie
- ardezie
- cretă
