Содержание

• направления
• чаевые
• Что вам нужно

Когда магний горит в воздухе, он соединяется с кислородом, образуя ионное соединение, называемое оксидом магния, или MgO. Он может соединяться с азотом с образованием нитрита магния, Mg3N2, а также может реагировать с углекислым газом. Реакция сильная, и в результате пламя белого цвета. Раньше использовалось сжигание магния для генерации света, используемого во вспышках фотоаппаратов, но сегодня лампочки заняли это место. Тем не менее, это обычная демонстрация в классах.

направления

В старые времена при сгорании магния генерировался свет для вспышек камеры (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Напомните аудитории, что воздух - это смесь газов, состоящая в основном из азота и кислорода; хотя он также содержит углекислый газ и другие газы.

2. Объясните, что атомы имеют тенденцию быть более стабильными, когда внешний слой заполнен, то есть когда в нем столько электронов, сколько возможно. Магния только два; следовательно, он имеет тенденцию «одалживать» их химическим реакциям. Образующийся в этом процессе положительный ион Mg + 2 имеет полный внешний слой. Уже кислород имеет тенденцию получать два электрона, чтобы завершить его внешний слой.

3. Объясните: когда кислород получит эти два электрона из магния, он будет иметь больше электронов, чем протонов, и это придает ему отрицательный заряд. Атом магния, который потерял два электрона, теперь имеет больше протонов; таким образом, имея положительный заряд. Эти противоположно заряженные ионы притягиваются, образуя решетчатую структуру.

   
   

4. Объясните, что при сочетании магния и кислорода продукт, оксид магния, обладает меньшей энергией, чем реагенты. Потерянная энергия излучается в виде тепла и света, что объясняет яркое белое пламя, которое вы увидите. Количество тепла таково, что магний также может реагировать с азотом и углекислым газом, которые часто совершенно не вступают в реакцию.

5. Объясните публике, что можно узнать количество энергии, выделяющейся в процессе, разделив ее на несколько этапов. Тепло и энергия измеряются в единицах, называемых джоулями, с одним килоджоулем, равным тысяче джоулей. Магний, испаренный для газовой фазы, использует 148 кДж / моль, где моль составляет 6022 х 10 томов атомов или частиц. Поскольку в реакции участвуют два атома магния для каждой молекулы кислорода O2, умножьте это число на 2, чтобы достичь затрат в 296 кДж. Для ионизации магния используется еще 4374 кДж, а для разрушения O 2 для отдельных атомов - 448 кДж. Чтобы добавить электроны к кислороду, используется 1404 кДж. Сложив все эти цифры, мы заметили, что расход составил 6522 кДж. Однако все это восстанавливается за счет энергии, выделяющейся, когда ионы магния и кислорода объединяются в решетчатую структуру: 3850 кДж / моль или 7700 кДж / 2 моль MgO, полученного в результате реакции. В результате при образовании оксида магния выделяется 1206 кДж / 2 моля образовавшегося продукта или 603 кДж / моль.

   
   

   Этот расчет не говорит о том, что на самом деле происходит, реальный механизм реакции включает столкновения между атомами. Тем не менее, это помогает понять, откуда берется энергия, выделяемая этим процессом. Перенос электронов из магния в кислород с последующим образованием ионных связей между ионами высвобождает много энергии. Конечно, реакция включает в себя несколько шагов, которые требуют энергии, что оправдывает необходимость некоторого нагрева или искры зажигалки, чтобы начать процесс. Как только это будет сделано, выделенное тепло станет таким большим, что реакция будет продолжаться без дальнейшего вмешательства.

чаевые

• Если вы планируете провести демонстрацию, помните, что сжигание магния потенциально опасно. Реакция выделяет много тепла; следовательно, использование углекислого газа или огнетушителя с водой в этом пламени фактически ухудшит ситуацию.

Что вам нужно

• шифер
• мел