A nátrium aktívan reagál a vízzel. A fém -nátrium vízzel való reakciójának titkai
A nátrium nagyon reakcióképes fém, amely sok anyaggal reagál. A nátriumot érintő reakciók hevesek lehetnek és jelentős hőt termelhetnek. Ebben az esetben gyakran előfordul gyújtás, sőt robbanás is. For biztonságos munkavégzés nátriummal, szükség van annak világos megértésére annak fizikai és kémiai tulajdonságokÓ.
A nátrium könnyű (sűrűsége 0,97 g / cm3), lágy és olvadó (olvadáspont: 97,86 ° C). Keménységét tekintve hasonlít a paraffinra vagy a szappanra. A levegőben a nátrium nagyon gyorsan oxidálódik, és szürke film borítja, amely Na2O2 -peroxidból és karbonátból áll, ezért a nátriumot egy kútban tárolják zárt bankok vízmentes kerozin- vagy olajréteg alatt.
Egy darab nátrium a megfelelő méret vágja, anélkül, hogy eltávolítaná a fémet a petróleumból, késsel vagy szikével. A nátriumot csipesszel távolítják el az üvegből. Minden szerszámnak száraznak kell lennie! Ezt követően a nátriumot szűrőpapírral szabadítják fel a maradék kerozintól. Bizonyos esetekben a fémet szikével tisztítják a peroxidrétegből, mivel a peroxid friss nátriumfelülettel való érintkezése robbanáshoz vezethet. A nátriumot nem szabad kezelni. A nátrium -levágásokat alacsony lángon olvasztják kerozinréteg alatt.
A nátriumot tartalmazó edényeket soha ne mossa le vízzel - ez robbanáshoz vezethet tragikus következményei... A nátriummaradékot alkohol hozzáadásával távolítják el, csak ezután használható víz.
A nátriummal végzett munka során védőszemüveget kell viselni. Soha ne felejtse el, amivel van dolga - robbanás történhet a legváratlanabb és legmegfelelőbb pillanatban, és erre fel kell készülnie.
A nátrium reakciója vízzel
Öntsük a víz 3/4 részét a kristályosítóba, és adjunk hozzá néhány csepp fenolftaleint. Dobjon egy fél borsó nagyságú nátriumdarabot a formába. A nátrium a felszínen marad, mert könnyebb, mint a víz. A darab aktívan reagálni kezd a vízzel hidrogén felszabadulásával. A reakció hője megolvasztja a fémet, és ezüstös cseppekké alakul, amelyek aktívan futnak a víz felszínén. Sziszegés hallatszik. Néha a felszabaduló hidrogén sárga lánggal meggyullad. Ezt a színt nátriumgőz adja. Ha nem következik be gyújtás, a hidrogén meggyulladhat. A búzaszemnél kisebb nátriumdarabok azonban kialszanak.
A reakció eredményeként alkáli képződik, amely hat a fenolftaleinre, így egy darab nátrium málna nyomot hagy maga után. A kísérlet végén a kristályosítóban lévő szinte minden víz bíborvörös lesz.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
A forma falainak zsír- és egyéb szennyeződésektől mentesnek kell lenniük. Szükség esetén lúgoldattal mossák, ellenkező esetben nátrium tapad a falakhoz, és a kristályosító megrepedhet.
A kísérletet védőmaszkban vagy szemüvegben kell elvégezni. A reakció során tartson bizonyos távolságot, és soha ne hajoljon a forma fölé. Az olvadt nátrium- vagy lúgfröccsenéssel való szemkontaktus szinte garantált vaksághoz vezethet.
Forrás: www.chemistry-chemists.com
Abban a részben, hogy hogyan reagál a nátrium a vízzel? a szerző adta Daniil Guretsky a legjobb válasz az A nátrium nagyon reakcióképes fém, amely sok anyaggal reagál. A nátriumot érintő reakciók hevesek lehetnek és jelentős hőt termelhetnek. Ebben az esetben gyakran előfordul gyújtás, sőt robbanás is. Ahhoz, hogy biztonságosan dolgozhasson a nátriummal, tisztában kell lennie annak fizikai és kémiai tulajdonságaival. A nátrium reakciója vízzel
Öntsük a víz 3/4 részét a kristályosítóba, és adjunk hozzá néhány csepp fenolftaleint. Dobjon egy fél borsó nagyságú nátriumdarabot a formába. A nátrium a felszínen marad, mert könnyebb, mint a víz. A darab aktívan reagálni kezd a vízzel hidrogén felszabadulásával. A reakció hője megolvasztja a fémet, és ezüstös cseppekké alakul, amelyek aktívan futnak a víz felszínén. Sziszegés hallatszik. Néha a felszabaduló hidrogén sárga lánggal meggyullad. Ezt a színt nátriumgőz adja. Ha nem következik be gyújtás, a hidrogén meggyulladhat. A búzaszemnél kisebb nátriumdarabok azonban kialszanak.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
A reakció eredményeként alkáli képződik, amely hat a fenolftaleinre, így egy darab nátrium málna nyomot hagy maga után. A kísérlet végén a kristályosítóban lévő szinte minden víz bíborvörös lesz.
Forrás:
Válasz innen Neurózis[guru]
Bázis és hidrogén képződésével
Válasz innen Enyhén sózva[guru]
Viharos, örömteli és készséges. Drága nézni!
Válasz innen Mihail Sidorov[újonc]
Az úszók ezután felrobbannak = nyomok a mennyezeten ... veszélyes, a nátriumot olyan gélszerű anyaggal töltött tartályokban tárolják, amely nem reagál a nátriummal
Válasz innen Id: 155255087[fő]
A nátrium az első helyen a fémaktivitás tekintetében ... Az O4en hevesen reagál a vízzel ... És ezért maró alkáli4 képződik - kausztikus szóda ... és gázt - hidrogént szabadít fel.
Ha egy darab nátriumot vízbe helyez, heves, gyakran robbanásveszélyes reakciót válthat ki.
Néha megtanulunk valamit az élet korai szakaszában, és csak természetesnek vesszük, hogy a világ így működik. Például, ha egy darab tiszta nátriumot vízbe dob, akkor a legendás robbanási reakciót kapja. Amint a darab nedves lesz, a reakció sziszeg és felmelegszik, felugrik a víz felszínére, és még lángot is kelt. Ez persze csak kémia. De történik -e valami más alapvető szinten? Olvasónk, Semyon Stopkin Oroszországból pontosan ezt akarja tudni:
Milyen erők mozgatják a kémiai reakciókat, és mi történik kvantumszinten? Konkrétan mi történik, ha a víz kölcsönhatásba lép a nátriummal?
A nátrium és a víz reakciója klasszikus és mély magyarázatot ad. Kezdjük azzal, hogy megvizsgáljuk a reakció folyamatait.
Az első dolog, amit tudnod kell a nátriumról, hogy atomi szinten csak egy protonnal és egy elektronnal több van, mint az inert vagy nemesgáz neon. Az inert gázok nem reagálnak semmivel, és ez annak köszönhető, hogy mindegyik teljesen tele van elektronokkal. Ez a szuper stabil konfiguráció összeomlik, ha egy elemet tovább mozgat a periódusos rendszerben, és ez minden hasonló viselkedést mutató elemnél történik. A hélium szuper stabil, a lítium pedig kémiailag rendkívül reakcióképes. A neon stabil és a nátrium aktív. Az argon, a kripton és a xenon stabil, de a kálium, a rubídium és a cézium aktív.
Ennek oka az extra elektronban rejlik.
A periódusos rendszer periódusok és csoportok szerint van rendezve a szabad és elfoglalt vegyértékelektronok száma szerint - és ez az első tényező az elem kémiai tulajdonságainak meghatározásakor
Amikor az atomokat tanulmányozzuk, megszokjuk, hogy az atommagot szilárd, sekély, pozitív töltésű középpontnak tekintjük, az elektronokat pedig körülötte keringő negatív töltésű pontoknak. De a kvantumfizikában ez nem ér véget. Az elektronok pontként viselkedhetnek, különösen akkor, ha más nagy energiájú részecskékkel vagy fotonokkal lőnek rájuk, de ha magukra hagyják, szétterülnek és hullámokként viselkednek. Ezek a hullámok bizonyos módon képesek önhangolódni: gömb alakban (az egyenként 2 elektronot tartalmazó s-pályák esetében), merőlegesen (6 elektronot tartalmazó p-pályákon), és további d-pályákig (egyenként 10 elektron) , f-pályák (14-gyel) stb.
A legalacsonyabb energiaállapotú atompályák a bal felső sarokban vannak, és ahogy jobbra és lefelé halad, az energiák növekednek. Ezek az alapvető konfigurációk szabályozzák az atomok viselkedését és az atomon belüli kölcsönhatásokat.
Ezeket a héjakat azért töltik meg, mert tiltják két egyforma (például elektron) azonos kvantumállapotát. Ha az elektronpálya megtelt az atomban, akkor az elektron elhelyezésének egyetlen helye a következő magasabb pálya. A klóratom szívesen fogad egy további elektronot, mivel csak egy hiányzik belőle az elektronhéj feltöltésére. Ezzel szemben a nátriumatom örömmel feladja utolsó elektronját, mivel van egy extra, és a többi megtöltötte a héjakat. Ezért működik olyan jól a nátrium -klór: a nátrium elektronot adományoz a klórnak, és mindkét atom energetikailag előnyben részesített konfigurációban van.
Az első csoport elemei periódusos táblázat, különösen a lítium, nátrium, kálium, rubídium stb. sokkal könnyebben elveszítik első elektronjukat, mint bárki más
Valójában az energiamennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy az atom feladja a külső elektronját, vagy az ionizációs energia, különösen alacsony az egy vegyértékű elektronnal rendelkező fémek esetében. A számokból látható, hogy lítiumból, nátriumból, káliumból, rubídiumból, céziumból stb. Sokkal könnyebb elektronot venni, mint bármely más elemből.
Állókép a vízmolekulák dinamikus kölcsönhatását bemutató animációból. Az egyes H 2 O molekulák V alakúak, és két hidrogénatomból (fehér) állnak, amelyek egy oxigénatomhoz (piros) kapcsolódnak. A szomszédos H 2 O molekulák röviden reagálnak egymással hidrogénkötéseken keresztül (kék-fehér ovális)
Tehát mi történik víz jelenlétében? A vízmolekulákat rendkívül stabilnak gondolhatja - H 2 O, két hidrogén, amelyek egy oxigénhez vannak kötve. De a vízmolekula rendkívül poláris - vagyis a H2O molekula egyik oldalán (a két hidrogénnel ellentétes oldalon) a töltés negatívnak, a másik oldalon pedig pozitívnak bizonyul. Ez a hatás elegendő ahhoz, hogy néhány vízmolekula - több millióból egy nagyságrendben - két ionra - egy protonra (H +) és egy hidroxil -ionra (OH -) - bomlik.
Nagyszámú rendkívül poláris vízmolekula jelenlétében a több millió molekula közül az egyik bomlik hidroxil -ionokká és szabad protonokká - ezt a folyamatot ún.
Ennek következményei meglehetősen fontosak a savak és bázisok, a sók oldódása és a kémiai reakciók aktiválása stb. De minket érdekel, hogy mi történik, ha nátriumot adunk hozzá. A nátrium - ez a semleges atom egy rosszul tartott külső elektronnal - a vízbe kerül. És ezek nem csak semleges H2O molekulák, ezek hidroxil -ionok és egyedi protonok. Először is a protonok fontosak számunkra - ezek vezetnek el minket a kulcskérdéshez:
Mi előnyös energetikailag? Van semleges Na -nátrium -atomja egy külön proton H + mellett, vagy nátrium -ion, amely elveszítette a Na + elektronot a semleges H -hidrogénatommal együtt?
A válasz egyszerű: mindenesetre az elektron a nátrium -atomról az első szembejövő protonra ugrik, amely az útjába kerül.
Az elektron elvesztése után a nátrium -ion boldogan oldódik vízben, ahogy a klór -ion is, elektronot szerezve. Energetikailag sokkal kedvezőbb - nátrium esetében -, ha egy elektron hidrogénionnal párosul
Ezért történik a reakció olyan gyorsan és ilyen energiafelszabadulással. De ez még nem minden. Semleges hidrogénatomjaink vannak, és a nátriummal ellentétben nem sorakoznak össze az egyes atomok blokkjában. A hidrogén gáz, és energetikailag még előnyösebb állapotba kerül: semleges hidrogénmolekulát képez H 2. Ennek eredményeképpen sok szabad energia keletkezik, amely a környező molekulák, a semleges hidrogén, gáz formájában keletkezik, amely folyékony oldatból kilépve egy semleges oxigént tartalmazó O 2 atmoszférába kerül.
Egy távoli kamera a John Stennis Űrközpontban végzett próbaüzem során közeli felvételt készít a Shuttle főmotorjáról. A hidrogén a rakéták előnyben részesített tüzelőanyaga alacsony molekulatömege és a légkörben lévő oxigénfelesleg miatt, amellyel reakcióba léphet
Ha elegendő energiát tárolunk, hidrogén és oxigén is reagál! Ez az heves égés vízgőzt és óriási energiát szabadít fel. Ezért, amikor egy darab nátrium (vagy a periódusos rendszer első csoportjának bármely eleme) belép a vízbe, robbanásveszélyes energia -felszabadulás következik be. Mindez az Univerzum kvantumtörvényei által szabályozott elektronok átvitelének és az atomokat és ionokat alkotó töltött részecskék elektromágneses tulajdonságainak köszönhető.
Az elektronok energiaszintje és hullámfüggvényei a hidrogénatom különböző állapotainak megfelelően - bár majdnem ugyanazok a konfigurációk minden atomban rejlenek. Az energiaszinteket a Planck -állandó többszöröseiben kvantálják, de még a minimális energiának, az alapállapotnak is két lehetséges konfigurációja van, az elektron és a proton pörgések arányától függően
Tehát összefoglalva, mi történik, ha egy darab nátrium vízbe esik:
- a nátrium azonnal külső elektronot ad a víznek,
- ahol a hidrogénion elnyeli és semleges hidrogént képez,
- ez a reakció felszabadul nagyszámú energiát, és felmelegíti a környező molekulákat,
- a semleges hidrogén molekuláris hidrogéngázzá alakul, és kilép a folyadékból,
- és végül kellő mennyiségű energiával a légköri hidrogén égési reakcióba lép hidrogéngázzal.
Fémes nátrium
Mindez egyszerűen és elegánsan megmagyarázható a kémia szabályainak felhasználásával, és ez gyakran így is történik. Az összes kémiai reakció viselkedését szabályozó szabályok azonban még alapvető törvényekből származnak: a törvényekből kvantumfizika(például a Pauli -kizárási elv, amely szabályozza az elektronok viselkedését az atomokban) és az elektromágnesesség (a töltött részecskék kölcsönhatását szabályozza). E törvények és erők nélkül nem lesz kémia! Nekik köszönhetően minden alkalommal, amikor vízbe cseppent nátriumot, tudja, mire számíthat. Ha még nem értette, védelmet kell viselnie, ne vegyen nátriumot a kezével, és távolodjon el, amikor a reakció elkezdődik!
Az iskolai kémiaórák legérdekesebb témája az aktív fémek tulajdonságainak témája volt. Nemcsak elméleti anyaggal láttunk el, hanem érdekes kísérleteket is bemutatottunk. Valószínűleg mindenki emlékszik arra, hogy a tanár egy kis fémdarabot dobott a vízbe, és az átrohant a folyadék felületén, és meggyulladt. Ebben a cikkben megértjük, hogyan történik a nátrium és a víz reakciója, miért robban fel a fém.
A fémes nátrium ezüstös anyag, amely sűrűségében szappanra vagy paraffinra hasonlít. A nátriumot jó hő- és elektromos vezetőképesség jellemzi. Ezért használják az iparban, különösen az elemek gyártásához.
A nátrium nagyon reakcióképes. A reakciók gyakran nagy mennyiségű hő felszabadulásával mennek végbe. Ezt néha tűz vagy robbanás kíséri. Az aktív fémekkel való munka jó információs képzést és tapasztalatot igényel. A nátrium csak jól lezárt tartályokban tárolható olajréteg alatt, mivel a fém gyorsan oxidálódik a levegőben.
A nátrium legnépszerűbb reakciója vízzel való reakció. A reakció során nátrium és víz, alkáli és hidrogén képződik:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
A hidrogént a levegő oxigénje oxidálja és felrobban, amit az iskolai kísérlet során figyeltünk meg.
Csehországbeli tudósok reakciói
A nátrium vízzel való reakciója nagyon könnyen érthető: az anyagok kölcsönhatása H2 gáz képződéséhez vezet, amelyet viszont a levegőben lévő O2 oxidál, és meggyullad. Minden egyszerűnek tűnik. De Pavel Jungvirt professzor a Cseh Tudományos Akadémiától nem így gondolta.
A tény az, hogy a reakció során nemcsak hidrogén képződik, hanem vízgőz is, mivel nagy mennyiségű energia szabadul fel, a víz felmelegszik és elpárolog. Mivel a nátrium sűrűsége alacsony, a gőzpárnának felfelé kell tolnia, elkülönítve azt a víztől. A reakciónak halványulnia kell, de nem.
Jungwirth úgy döntött, hogy részletesen tanulmányozza ezt a folyamatot, és nagysebességű kamerával forgatta a kísérletet. A folyamatot 10 ezer képkocka / másodperces sebességgel forgatták, és 400-szoros lassítással nézték meg. A tudósok észrevették, hogy a folyadékba kerülő fém tövisek formájában kezdi felszabadítani a folyamatokat. Ennek magyarázata a következő:
- A vízbe kerülve az alkálifémek elektrondonorként működnek, és negatív töltésű részecskéket adományoznak.
- Egy fémdarab pozitív töltést vesz fel.
- A pozitív töltésű protonok taszítani kezdik egymást, fémlerakódásokat képezve.
- A tüskék áthatolnak a gőzpárnán, a reagensek érintkezési felülete nő, és a reakció fokozódik.
Hogyan kell kísérletezni
A hidrogén mellett lúg képződik a víz és a nátrium reakciója során. Ennek ellenőrzéséhez bármilyen indikátort használhat: lakmusz, fenolftalein vagy metilnarancs. A legegyszerűbb a fenolftaleinnel dolgozni, mivel semleges környezetben színtelen, és a reakció könnyebben megfigyelhető.
Egy kísérlet végrehajtásához szüksége van:
- Öntsön desztillált vizet a kristályosítóba úgy, hogy az az edény térfogatának több mint felét elfoglalja.
- Adjon hozzá néhány csepp indikátort a folyadékhoz.
- Vágjon le egy darab borsó méretű nátriumot. Ehhez használjon szikét vagy vékony kést. Az oxidáció elkerülése érdekében a fémet egy tartályba kell vágni, nem pedig a nátriumot hibáztatni az olajból.
- Csipesszel távolítson el egy darab nátriumot az üvegből, és szűrőpapírral törölje át az olaj eltávolításához.
- Dobja a nátriumot a vízbe, és figyelje meg a folyamatot biztonságos távolságból.
A kísérletben használt összes eszköznek tisztának és száraznak kell lennie.
Látni fogja, hogy az anyagok sűrűsége miatt a nátrium nem merül vízbe, hanem a felszínen marad. A nátrium reakcióba lép a vízzel, hőt termel. Ez megolvasztja a fémet, és cseppekké válik. Ez a csepp aktívan mozogni kezd a vízben, jellegzetes sziszegést bocsát ki. Ha a nátriumcsomó nem volt túl kicsi, sárga lánggal világít. Ha a darab túl nagy, robbanást okozhat.
Ezenkívül a víz színe megváltozik. Ez annak köszönhető, hogy a vízbe lúg szabadul fel, és az indikátor színe feloldódott benne. A fenolftalein rózsaszínűre, a lakmuszkékre és a metilnarancs sárgára színeződik.
ez veszélyes
A nátrium és a víz kölcsönhatása nagyon veszélyes. A kísérlet során súlyos sérüléseket szenvedhet. A reakció során keletkező hidroxid, peroxid és nátrium -oxid korrodálhatja a bőrt. A fröccsenő lúg a szembe kerülhet, és súlyos égési sérülést, sőt vakságot okozhat.
Az aktív fémekkel végzett manipulációkat kémiai laboratóriumokban kell elvégezni az alkálifémekkel való munkavégzésben jártas laboratóriumi asszisztens felügyelete mellett.
A kémiai kísérletek mélységükben, összetettségükben és mutathatóságukban sokrétűek. A legszebb reakciókra emlékezve lehetetlen elmenni a "fáraó kígyó" mellett, vagy a kígyó mérgének emberi vérrel való kölcsönhatásában. A vegyészek azonban ennél tovább mennek, figyelve a veszélyesebb kísérletekre, amelyek közül az egyik a víz és a nátrium reakciója.
A nátrium lehetőségei
A nátrium túlzottan aktív fém, amely számos ismert anyaggal kölcsönhatásba lép. A nátriummal való reakció gyakran hevesen megy végbe, jelentős hő felszabadulással, gyulladással és néha akár. Az anyaggal való biztonságos munkavégzés megköveteli annak fizikai és kémiai jellemzőinek világos megértését.
A nátrium szerkezete nem túl kemény. A következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- alacsony sűrűség (0,97 g / cm³);
- lágyság;
- alacsony olvadáspont (olvadáspont: 97,81 ° C).
A fém gyorsan oxidálódik a levegőben, ezért zárt tartályokban kell tartani vazelin- vagy kerozinréteg alatt. Mielőtt vízzel kísérletezne, vágjon le vékony szikével egy darab nátriumot, csipesszel távolítsa el a tartályból, és szűrőpapírral alaposan tisztítsa meg a kerozinmaradványoktól.
Fontos! Minden szerszámnak száraznak kell lennie!
Fémmel kell dolgozni speciális szemüvegben, mert a legkisebb gondatlan lépés robbanáshoz vezethet.
Robbanáskutatás története
A Cseh Tudományos Akadémia tudósai először Pavel Jungwirth vezetésével úgy ítélték meg, hogy tanulmányozniuk kell a víz és a nátrium reakcióját. század óta ismert nátrium vízben való felrobbanásáról, alaposan elemezték és leírták.
A nátrium vízzel való reakciója azt javasolta, hogy merítsük bele tiszta víz egy fémdarab, és kétértelmű volt: kitörések történtek, majd nem. Később sikerült megállapítani az okot: az instabilitás a felhasznált nátriumdarab méretének és alakjának volt köszönhető.
Minél nagyobb a fém mérete, annál erősebb és veszélyesebb a nátrium és a víz reakciója.
A reakció lassú mozgása azt mutatta, hogy a vízbe merítés pillanatától számított öt ezredmásodperc alatt a fém "", és több száz "tűt" enged ki. A fém elektronjai, amelyek azonnal elhagyják a vizet, pozitív töltés felhalmozódásához vezetnek: a pozitív részecskék taszítása eltöri a fémet, ezért jelennek meg a "tűk". Ugyanakkor a fém területe nő, ami ilyen heves reakciót vált ki.
A reakció során lúg képződik, amely málna nyomot hagy egy darab nátrium mögött. A kísérlet végén a kristályosítóban lévő szinte minden víz bíborvörös lesz.
Egy ilyen reakció megköveteli a kutatótól, hogy maradéktalanul tartsa be a biztonsági intézkedéseket: végezze el a kísérletet védőszemüvegben, és próbáljon a lehető legtávolabb maradni a kristályosítótól. Még a látszólag jelentéktelen hibák is robbanáshoz vezethetnek. Veszélyes a szembe kerülni a legkisebb nátrium- vagy lúgrészecske.
Figyelem! Ne próbálja ki ezeket az élményeket maga!
