Obsah

• inštrukcia
• tipy
• Čo potrebujete

Keď horčík horí vo vzduchu, spája sa s kyslíkom za vzniku iónovej zlúčeniny nazývanej oxid horečnatý alebo MgO. Môže sa kombinovať s dusíkom za vzniku dusitanu horečnatého Mg3N2 a môže tiež reagovať s oxidom uhličitým. Reakcia je silná a výsledný plameň je bielej farby. Používa sa na spaľovanie horčíka na generovanie svetla, ktoré sa používa pri zábleskoch fotografických kamier, ale dnes na to miesto prevzali žiarovky. Toto je však spoločná ukážka v triedach.

inštrukcia

Za starých čias bliká spaľovanie horčíka generovaného svetla pre fotoaparát (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Pripomeňte svojim divákom, že vzduch je zmesou plynov, tvorená predovšetkým dusíkom a kyslíkom; obsahuje aj oxid uhličitý a iné plyny.

2. Vysvetlite, že atómy majú tendenciu byť stabilnejšie, keď je vonkajšia vrstva kompletná, to znamená, keď má čo najviac elektrónov. Horčík má len dve; preto má tendenciu „požičiavať“ ich chemickým reakciám. Pozitívny ión vytvorený v tomto procese, Mg + 2, má kompletnú vonkajšiu vrstvu. Už kyslík má tendenciu získavať dva elektróny na dokončenie svojej vonkajšej vrstvy.

3. Vysvetlite, že keď kyslík získal tieto dva elektróny z horčíka, bude mať viac elektrónov ako protóny, čo mu dáva záporný náboj. Atóm horčíka, ktorý stratil dva elektróny, má teraz viac protónov; teda kladný poplatok. Tieto opačne nabité ióny priťahujú a vytvárajú štruktúru podobnú mriežke.

   
   

4. Vysvetlite, že pri kombinácii horčíka a kyslíka má produkt oxid horečnatý menej energie ako reaktanty. Stratená energia je emitovaná ako teplo a svetlo, čo vysvetľuje jasný biely plameň, ktorý uvidíte. Množstvo tepla je také, že horčík môže tiež reagovať s dusíkom a oxidom uhličitým, ktoré sú často dosť nereaktívne.

5. Vysvetlite verejnosti, že je možné zistiť množstvo energie uvoľnenej v procese jej rozdelením v niekoľkých krokoch. Teplo a energia sa merajú v jednotke nazývanej joule, pričom jeden kilojoule sa rovná tisíc joulov. Magnézium odparené pre plynnú fázu používa 148 kJ / mol, pričom mol je 6 022 x 10 atómov atómov alebo častíc. Pretože reakcia zahŕňa dva atómy horčíka pre každú molekulu kyslíka O2, vynásobte toto číslo 2, aby sa dosiahli náklady 296 kJ. Ionizácia horčíka používa o 4374 kJ viac, zatiaľ čo rozpad O 2 pre jednotlivé atómy využíva 448 kJ. Na pridanie elektrónov do kyslíka sa použije 1404 kJ. Pridanie všetkých týchto čísel, sme zistili, že náklady boli 6522 kJ. Toto všetko sa však získava energiou uvoľnenou, keď sa ióny horčíka a kyslíka kombinujú v mriežkovej štruktúre: 3850 kJ / mol alebo 7700 kJ / 2 móly MgO produkovaného reakciou. Výsledkom je, že tvorba oxidu horečnatého uvoľňuje 1206 kJ / 2 móly vytvoreného produktu alebo 603 kJ / mol.

   
   

   Tento výpočet nehovorí, čo sa skutočne deje, skutočný mechanizmus reakcie zahŕňa kolízie medzi atómami. Pomáha však pochopiť, odkiaľ pochádza energia uvoľnená týmto procesom. Prenos elektrónov z horčíka na kyslík, po ktorom nasleduje tvorba iónových väzieb medzi iónmi, uvoľňuje veľa energie. Reakcia samozrejme zahŕňa niekoľko krokov, ktoré potrebujú energiu, čo odôvodňuje potrebu určitého ohrevu alebo iskry zapaľovača, aby sa proces začal. Akonáhle je toto urobené, uvoľnené teplo je také veľké, že reakcia bude pokračovať bez ďalšieho zásahu.

tipy

• Ak plánujete urobiť ukážku, nezabudnite, že spaľovanie horčíka je potenciálne nebezpečné. Reakcia vyžaruje veľa tepla; preto použitie oxidu uhličitého alebo hasiaceho prístroja s vodou v tomto plameni situáciu skutočne zhorší.

Čo potrebujete

• bridlice
• krieda