Зміст

• Інструкції
• Як
• Що вам потрібно

Коли магній горить у повітрі, він поєднується з киснем, утворюючи іонне з'єднання, зване оксидом магнію, або MgO. Він може поєднуватися з азотом для утворення нітриту магнію, Mg3N2, а також може реагувати з вуглекислим газом. Реакція сильна і получене полум'я білого кольору. Він використовував спалювання магнію для генерації світла, що використовується у спалахах фотокамер, але сьогодні лампочки перейняли це місце. Тим не менш, це загальна демонстрація в класах.

Інструкції

У старі часи спалювання магнієвого світла для камери спалахує (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Нагадайте аудиторії, що повітря є сумішшю газів, що складаються переважно з азоту і кисню; хоча він також містить вуглекислий газ та інші гази.

2. Поясніть, що атоми прагнуть бути більш стабільними, коли зовнішній шар завершений, тобто, коли він має якомога більше електронів. Магній має лише два; отже, вона прагне "позичити" їх хімічним реакціям. Сформований у цьому процесі позитивний іон Mg + 2 має повний зовнішній шар. Вже кисень прагне отримати два електрони, щоб завершити свій зовнішній шар.

3. Поясніть, що коли кисень отримав ці два електрони з магнію, він буде мати більше електронів, ніж протони, і це дає йому негативний заряд. Атом магнію, який втратив два електрони, тепер має більше протонів; таким чином, має позитивний заряд. Ці протилежно заряджені іони притягують, утворюючи решітчасту структуру.

   
   

4. Поясніть, що при поєднанні магнію і кисню продукт, оксид магнію, має меншу енергію, ніж реагенти. Енергія втрачається як тепло і світло, що пояснює яскраве біле полум'я, яке ви побачите. Кількість тепла таке, що магній також може реагувати з азотом і діоксидом вуглецю, які часто є досить нереактивними.

5. Поясніть громадськості, що можна виявити кількість енергії, що виділяється в процесі, розділивши її в кілька етапів. Тепло і енергія вимірюються в одиниці, що називається джоулем, причому одна кілоджюль дорівнює тисячі джоулів. Магній, що випаровується для газової фази, використовує 148 кДж / моль, де моль становить 6 022 x 10 атомів атомів або частинок. Оскільки реакція включає два атоми магнію для кожної молекули кисню O2, помножте це число на 2, щоб досягти 296 кДж витрат. Іонізація магнію використовує 4374 кДж більше, а розрив O 2 для окремих атомів - 448 кДж. Для додавання електронів до кисню використовують 1404 кДж. Додавши всі ці цифри, ми спостерігали, що витрати становили 6522 кДж. Однак все це відновлюється енергією, що вивільняється, коли іони магнію і кисню поєднуються в структурі решітки: 3850 кДж / моль або 7700 кДж / 2 моль MgO, що утворюється в результаті реакції. В результаті утворюється оксид магнію вивільняється 1206 кДж / 2 молі утвореного продукту, або 603 кДж / моль.

   
   

   Цей розрахунок не говорить про те, що насправді відбувається, реальний механізм реакції включає зіткнення між атомами. Однак, це допомагає зрозуміти, звідки походить енергія, що виділяється цим процесом. Перенесення електронів з магнію в кисень, з подальшим утворенням іонних зв'язків між іонами, виділяє багато енергії. Звичайно, реакція включає кілька кроків, які потребують енергії, що виправдовує необхідність деякого нагрівання або іскри легше, щоб почати процес. Як тільки це зроблено, виділене тепло настільки велике, що реакція буде продовжуватися без подальшого втручання.

Як

• Якщо ви плануєте провести демонстрацію, пам'ятайте, що спалювання магнію є потенційно небезпечним. Реакція виділяє багато тепла; тому використання вуглекислого газу або вогнегасника з водою в цьому вогні фактично погіршить ситуацію.

Що вам потрібно

• Шифер
• Крейда