Sisu

• Juhised
• Kuidas
• Mida sa vajad

Kui magneesium põleb õhus, ühendab see hapniku, moodustades ioonse ühendi, mida nimetatakse magneesiumoksiidiks, või MgO. See võib kombineerida lämmastikuga, moodustades magneesiumnitriti, Mg3N2, ja võib reageerida ka süsinikdioksiidiga. Reaktsioon on tugev ja tulemuseks olev leek on valge värv. Ta kasutas magneesiumi põlemist fotokaamerate vilkumiste valgustamiseks, kuid tänapäeval on see lamp üle võtnud. Sellegipoolest on see klassiruumis ühine meeleavaldus.

Juhised

Vanadel päevadel vilgub kaamera puhul magneesiumiga tekitatud valgust (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Tuletage oma publikule meelde, et õhk on gaaside segu, mis koosneb peamiselt lämmastikust ja hapnikust; see sisaldab ka süsinikdioksiidi ja muid gaase.

2. Selgitage, et aatomid kipuvad olema väliskihi lõppedes stabiilsemad, st kui neil on nii palju elektrone kui võimalik. Magneesium on ainult kaks; seetõttu kipub see "laenama" neid keemilistele reaktsioonidele. Selles protsessis moodustunud positiivne ioon, Mg + 2, sisaldab kogu välimist kihti. Juba hapnik kipub oma väliskihi täitmiseks saavutama kaks elektroni.

3. Selgitage, et kui hapnik on magneesiumist need kaks elektroni saanud, siis on sellel rohkem elektrone kui prootoneid ja see annab sellele negatiivse laengu. Magneesiumi aatomil, mis on kaotanud kaks elektroni, on nüüd rohkem prootoneid; seega positiivne tasu. Need vastandlikult laetud ioonid meelitavad üles, moodustades võre sarnase struktuuri.

   
   

4. Selgitage, et magneesiumoksiidi ja magneesiumoksiidi kombinatsioonil on vähem energiat kui reaktiivid. Kaotatud energia eraldub soojust ja valgust, mis selgitab heleda valge leegi nägemist. Soojuse kogus on selline, et magneesium võib reageerida ka lämmastikuga ja süsinikdioksiidiga, mis on sageli üsna mitteaktiivsed.

5. Selgitage avalikkusele, et protsessi käigus vabaneva energia kogust on võimalik leida, jagades selle mitmetes etappides. Soojust ja energiat mõõdetakse džauliühikus, kus üks kilojoule võrdub tuhande džauliga. Gaasifaasis aurustunud magneesium kasutab 148 kJ / mooli, kus mool on 6,022 x 10 läbomos-läbomos aatomit või osakesi. Kuna reaktsioonis on kaks hapniku molekuli O2 aatomit, korrutatakse see arv 2-ga, et saavutada 296 kJ kulusid. Magneesiumionisatsioon kasutab 4374 kJ rohkem, samal ajal kui O2 purustamine üksikute aatomite puhul kasutab 448 kJ. Elektronide lisamiseks hapnikule kasutatakse 1404 kJ. Kõiki neid numbreid lisades täheldasime, et kulu oli 6522 kJ. Kuid kõik see taastub energiaga, mis vabaneb, kui magneesiumi ja hapniku ioonid ühenduvad võre struktuuriga: 3850 kJ / mooli või 7700 kJ / 2 mooli MgO, mis saadakse reaktsiooni käigus. Tulemuseks on, et magneesiumoksiidi moodustumine vabastab 1206 kJ / 2 mooli moodustunud produkti või 603 kJ / mooli.

   
   

   See arvutus ei ütle, mis tegelikult toimub, reaktsiooni tegelik mehhanism hõlmab aatomite kokkupõrkeid. Kuid see aitab mõista, kust selle protsessi käigus vabanev energia pärineb. Elektronide ülekandmine magneesiumist hapnikku, millele järgneb ioonide vaheliste sidemete moodustumine, vabastab palju energiat. Loomulikult hõlmab reaktsioon mõningaid samme, mis vajavad energiat, mis õigustab protsessi alustamiseks mõningase kergema kütte või sädeme vajadust. Kui see on tehtud, on vabanenud soojus nii suur, et reaktsioon jätkub ilma täiendava sekkumiseta.

Kuidas

• Kui plaanite demonstratsiooni teha, pidage meeles, et magneesiumi põletamine on potentsiaalselt ohtlik. Reaktsioon kiirgab palju soojust; seetõttu süvendab süsinikdioksiidi või veega tulekustutit selle leegi puhul olukorda.

Mida sa vajad

• Kiltkivi
• Kriit