Saturs

• Instrukcijas
• Kā
• Kas jums nepieciešams

Kad magnija apdegumi gaisā, tas apvienojas ar skābekli, veidojot jonu savienojumu, ko sauc par magnija oksīdu, vai MgO. Tas var apvienoties ar slāpekli, veidojot magnija nitrītu, Mg3N2, un var reaģēt arī ar oglekļa dioksīdu. Reakcija ir stipra un iegūtā liesma ir balta. To izmantoja, lai radītu magniju, lai radītu gaismu, ko izmanto fotokameru mirgošanā, bet šodien spuldzes ir pārņēmušas šo vietu. Tomēr šī ir izplatīta demonstrācija klasēs.

Instrukcijas

Vecās dienās fotokamerai mirgo magnija radītais gaisma (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Atgādiniet auditorijai, ka gaiss ir gāzu maisījums, kas sastāv galvenokārt no slāpekļa un skābekļa; tajā ir arī oglekļa dioksīds un citas gāzes.

2. Paskaidrojiet, ka atomi parasti ir stabilāki, kad ārējais slānis ir pabeigts, tas ir, kad tam ir pēc iespējas vairāk elektronu. Magnija satur tikai divus; tāpēc tā mēdz "aizdot" tās ķīmiskām reakcijām. Šajā procesā radītajam pozitīvajam jonam Mg + 2 ir pilnīgs ārējais slānis. Jau skābeklis parasti iegūst divus elektronus, lai pabeigtu ārējo slāni.

3. Paskaidrojiet, ka, kad skābeklis ir ieguvis šos divus elektronus no magnija, tam būs vairāk elektronu nekā protoni, un tas rada negatīvu lādiņu. Magnija atomam, kas zaudējis divus elektronus, tagad ir vairāk protonu; tādējādi ir pozitīva maksa. Šie pretēji uzlādētie joni piesaista, veidojot režģveida struktūru.

   
   

4. Paskaidrojiet, ka ar magnija un skābekļa kombināciju produktam, magnija oksīdam, ir mazāk enerģijas nekā reaģenti. Zaudētā enerģija tiek izstarota kā siltums un gaisma, kas izskaidro spilgti balto liesmu, ko jūs redzēsiet. Siltuma daudzums ir tāds, ka magnija var reaģēt arī ar slāpekli un oglekļa dioksīdu, kas bieži ir diezgan reaktīvs.

5. Paskaidrojiet sabiedrībai, ka ir iespējams atklāt procesā izdalīto enerģijas daudzumu, dalot to vairākos posmos. Siltumu un enerģiju mēra vienībā, ko dēvē par džoulu, ar vienu kilojoulu vienāds ar vienu tūkstošu džoulu. Magnija, kas iztvaicēts gāzes fāzē, izmanto 148 kJ / mol, kur mols ir 6 022 x 10 cauromos cauromos atomi vai daļiņas. Tā kā reakcija ietver divus magnija atomus katrai skābekļa O2 molekulai, reiziniet šo skaitli ar 2, lai sasniegtu 296 kJ izmaksas. Magnija jonizācijā izmanto 4374 kJ vairāk, bet O2 atdalīšana atsevišķiem atomiem izmanto 448 kJ. Lai pievienotu elektronus skābeklim, tiek izmantoti 1404 kJ. Pievienojot visus šos skaitļus, mēs novērojām, ka izdevumi bija 6522 kJ. Tomēr to visu atgūst enerģija, kas atbrīvojas, kad magnija un skābekļa joni apvienojas režģa struktūrā: 3850 kJ / mols vai 7700 kJ / 2 mola MgO, ko rada reakcija. Rezultātā magnija oksīda veidošanās izdala 1206 kJ / 2 mola veidota produkta vai 603 kJ / mol.

   
   

   Šis aprēķins nenorāda, kas patiesībā notiek, reālais reakcijas mehānisms ietver sadursmes starp atomiem. Tomēr tas palīdz saprast, kur nāk no šī procesa atbrīvotā enerģija. Elektronu pārnešana no magnija uz skābekli, kam seko jonu saikņu veidošanās starp joniem, izdala daudz enerģijas. Protams, reakcija ir saistīta ar dažiem soļiem, kam nepieciešama enerģija, kas attaisno vajadzību pēc nelielas šķiltavas sildīšanas vai dzirksteles, lai sāktu procesu. Kad tas ir paveikts, atbrīvotā siltums ir tik liels, ka reakcija turpināsies bez papildu iejaukšanās.

Kā

• Ja plānojat veikt demonstrāciju, atcerieties, ka magnija sadedzināšana ir potenciāli bīstama. Reakcija izdala daudz siltuma; tādēļ oglekļa dioksīda vai ugunsdzēšamā aparāta lietošana šajā liesmā faktiski pasliktinās situāciju.

Kas jums nepieciešams

• Šīferis
• Krīts