Съдържание

• инструкции
• съвети
• Какво ви трябва

Когато магнезият гори във въздуха, той се комбинира с кислород за образуване на йонно съединение, наречено магнезиев оксид, или MgO. Той може да се комбинира с азот, за да образува магнезиев нитрит, Mg3N2, и може също да реагира с въглероден диоксид. Реакцията е силна и полученият пламък е бял цвят. Използва се горенето на магнезий, за да генерира светлината, използвана в светкавици на фотоапарати, но днес електрическите крушки са превзели това място. Все пак, това е обща демонстрация в класните стаи.

инструкции

В старите дни, изгарянето на светлина, генерирана от магнезий за камерата, мига (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Напомнете на аудиторията си, че въздухът е смес от газове, съставени предимно от азот и кислород; въпреки че съдържа също въглероден диоксид и други газове.

2. Обяснете, че атомите са склонни да бъдат по-стабилни, когато външният слой е завършен, т.е. когато има възможно най-много електрони. Магнезият има само две; следователно, тя има тенденция да ги "заема" на химични реакции. Положителният йон, образуван в този процес, Mg + 2, има пълен външен слой. Вече кислородът има тенденция да получава два електрона, за да завърши външния си слой.

3. Обяснете, че когато кислородът е придобил тези два електрона от магнезий, той ще има повече електрони от протоните и това ще му даде отрицателен заряд. Магнезиевият атом, който е загубил два електрона, сега има повече протони; следователно има положителен заряд. Тези противоположно заредени йони привличат, образувайки решетъчна структура.

   
   

4. Обяснете, че с комбинацията от магнезий и кислород продуктът, магнезиевият оксид, има по-малко енергия от реагентите. Загубената енергия се излъчва като топлина и светлина, което обяснява ясния бял пламък, който ще видите. Количеството топлина е такова, че магнезият може да реагира и с азот и въглероден диоксид, които често са доста нереактивни.

5. Обяснете на обществеността, че е възможно да се открие количеството енергия, отделено в процеса, като се раздели на няколко стъпки. Топлината и енергията се измерват в единица, наречена джаул, с една килоджаула, равна на хиляда джаула. Изпареният магнезий за газовата фаза използва 148 kJ / mol, където мол е 6 022 х 10 атома или частици. Тъй като реакцията включва два атома магнезий за всяка молекула кислород О2, умножете това число с 2, за да достигне 296 kJ разходи. Магнезиевата йонизация използва 4374 kJ повече, докато разрушаването на O 2 за отделните атоми използва 448 kJ. За добавяне на електроните към кислорода се използват 1404 kJ. Като добавим всички тези цифри, забелязахме, че разходът е 6522 kJ. Обаче, всичко това се възстановява чрез отделената енергия, когато магнезиевите и кислородните йони се съчетават в решетъчна структура: 3850 kJ / mol или 7700 kJ / 2 мола MgO, получени при реакцията. Резултатът е, че образуването на магнезиев оксид освобождава 1206 kJ / 2 мола от образувания продукт или 603 kJ / mol.

   
   

   Това изчисление не показва какво всъщност се случва, истинският механизъм на реакцията включва сблъсъци между атоми. Но помага да се разбере откъде идва енергията, освободена от този процес. Прехвърлянето на електрони от магнезий в кислород, последвано от образуване на йонни връзки между йони, отделя много енергия. Разбира се, реакцията включва няколко стъпки, които се нуждаят от енергия, което оправдава необходимостта от загряване или искрица на запалка, за да започне процесът. След като това бъде направено, освободената топлина е толкова голяма, че реакцията ще продължи без по-нататъшна намеса.

съвети

• Ако планирате да направите демонстрация, не забравяйте, че изгарянето на магнезий е потенциално опасно. Реакцията излъчва много топлина; следователно използването на въглероден диоксид или пожарогасител с вода в този пламък всъщност ще влоши положението.

Какво ви трябва

• шисти
• тебешир