Vsebina

• Navodila
• Kako
• Kaj potrebujete

Ko magnezij gori v zraku, se kombinira s kisikom in tvori ionsko spojino, imenovano magnezijev oksid, ali MgO. Lahko se kombinira z dušikom in tvori magnezijev nitrit, Mg3N2, in lahko reagira tudi z ogljikovim dioksidom. Reakcija je močna in nastali plamen je bele barve. Zgorevanje magnezija je uporabilo za ustvarjanje svetlobe, ki se je uporabljala v bliskavicah fotografskih kamer, danes pa so žarnice prevzele to mesto. Kljub temu je to skupna predstavitev v učilnicah.

Navodila

V starih časih utripa luč, ki je ustvarila magnezij, za fotoaparat (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Opozorite občinstvo, da je zrak mešanica plinov, sestavljenih predvsem iz dušika in kisika; čeprav vsebuje tudi ogljikov dioksid in druge pline.

2. Pojasnite, da so atomi bolj stabilni, ko je zunanji sloj popoln, to je, ko ima čim več elektronov. Magnezij ima le dva; zato jih skuša "posojati" kemičnim reakcijam. Pozitivni ion, ki nastane v tem procesu, Mg + 2, ima celoten zunanji sloj. Kisik se že nagiba k pridobitvi dveh elektronov za dokončanje zunanje plasti.

3. Pojasnite, da ko kisik pridobi ta dva elektrona iz magnezija, bo imel več elektronov kot protoni in to mu daje negativen naboj. Atom magnezija, ki je izgubil dva elektrona, ima zdaj več protonov; zato ima pozitivno nabitost. Ti nasprotno nabiti ioni privlačijo, tvorijo mrežasto strukturo.

   
   

4. Pojasnite, da ima s kombinacijo magnezija in kisika proizvod magnezijev oksid manj energije kot reaktanti. Izgubljena energija se oddaja kot toplota in svetloba, kar pojasnjuje svetli beli plamen, ki ga boste videli. Količina toplote je taka, da lahko magnezij reagira tudi z dušikom in ogljikovim dioksidom, ki so pogosto precej nereaktivni.

5. Javnosti razložite, da je mogoče odkriti količino energije, ki se sprosti v procesu, tako da jo delimo v več korakih. Toplota in energija se merita v enoti, ki se imenuje joule, z eno kilojoule, ki je enaka tisoč joulov. Magnezij, izparjen za plinsko fazo, uporablja 148 kJ / mol, kjer je mol 6.022 x 10 atomov atomov ali delcev. Ker reakcija vključuje dva atoma magnezija za vsako molekulo kisika O2, to število pomnožimo z 2, da dosežemo 296 kJ stroškov. Magnezijeva ionizacija porabi 4374 kJ več, medtem ko zlom O 2 za posamezne atome porabi 448 kJ. Za dodajanje elektronov v kisik uporabimo 1404 kJ. Če dodamo vse te številke, smo ugotovili, da je bil strošek 6522 kJ. Vse to pa se pridobiva z energijo, ki se sprosti, ko se magnezijevi in ​​kisikovi ioni združijo v mrežni strukturi: 3850 kJ / mol ali 7700 kJ / 2 molov MgO, ki nastanejo pri reakciji. Posledica tega je, da nastajanje magnezijevega oksida sprosti 1206 kJ / 2 mola oblikovanega produkta ali 603 kJ / mol.

   
   

   Ta izračun ne pove, kaj se dejansko dogaja, dejanski mehanizem reakcije vključuje trke med atomi. Vendar pa pomaga razumeti, od kod prihaja energija, ki jo sprosti ta proces. Prenos elektronov iz magnezija v kisik, ki mu sledi tvorba ionskih vezi med ioni, sprosti veliko energije. Seveda pa reakcija vključuje nekaj korakov, ki potrebujejo energijo, kar upravičuje potrebo po nekaj ogrevanja ali iskri vžigalnika, da se začne postopek. Ko je to opravljeno, je sproščena toplota tako velika, da se bo reakcija nadaljevala brez nadaljnjega posega.

Kako

• Če nameravate opraviti demonstracijo, ne pozabite, da je izgorevanje magnezija potencialno nevarno. Reakcija oddaja veliko toplote; zato bo uporaba ogljikovega dioksida ali gasilnega aparata z vodo v tem plamenu dejansko poslabšala situacijo.

Kaj potrebujete

• Slate
• Kreda