Sisältö

• ohjeet
• vihjeitä
• Mitä tarvitset

Kun magnesium palaa ilmassa, se yhdistyy hapen kanssa muodostaen ionisen yhdisteen, jota kutsutaan magnesiumoksidiksi, tai MgO. Se voi yhdistää typen kanssa, jolloin muodostuu magnesiumnitriittiä, Mg3N2, ja se voi myös reagoida hiilidioksidin kanssa. Reaktio on vahva ja tuloksena oleva liekki on valkoinen. Se käytti magnesiumin polttamista tuottamaan valokameran vilkkumiseen käytettyä valoa, mutta nykyään lamput ovat ottaneet tämän paikan käyttöön. Tämä on kuitenkin yleinen esittely luokkahuoneissa.

ohjeet

Vanhoissa päivissä kameran vilkkuvan magneettivalon palaminen alkaa vilkkua (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Muistuta yleisölle, että ilma on kaasujen seos, joka koostuu pääasiassa typestä ja hapesta; se sisältää myös hiilidioksidia ja muita kaasuja.

2. Selitä, että atomit pyrkivät olemaan vakaampia, kun ulompi kerros on valmis, eli kun sillä on niin monta elektronia kuin mahdollista. Magnesiumilla on vain kaksi; siksi se pyrkii "lainaamaan" niitä kemiallisiin reaktioihin. Tässä prosessissa muodostunut positiivinen ioni, Mg + 2, sisältää täydellisen ulkokerroksen. Jo happi pyrkii saamaan kaksi elektronia täyttämään sen ulkokerroksen.

3. Selitä, että kun happi on saanut nämä kaksi elektronia magnesiumista, sillä on enemmän elektroneja kuin protoneilla ja tämä antaa sille negatiivisen varauksen. Magnesiumiatomilla, joka on menettänyt kaksi elektronia, on nyt enemmän protoneja; sillä on siis positiivinen maksu. Nämä vastakkain varautuneet ionit houkuttelevat muodostamaan ristikkomaisen rakenteen.

   
   

4. Selitä, että magnesiumin ja hapen yhdistelmällä tuotteella, magnesiumoksidilla, on vähemmän energiaa kuin reagenssit. Menetetty energia lähetetään lämpöä ja valoa, mikä selittää kirkkaan valkoisen liekin. Lämmön määrä on sellainen, että magnesium voi myös reagoida typen ja hiilidioksidin kanssa, jotka ovat usein melko reaktiivisia.

5. Selitä yleisölle, että prosessissa vapautuneen energian määrä on mahdollista jakaa jakamalla se vaiheittain. Lämpö ja energia mitataan joule-nimisenä yksikkönä, ja yksi kilojoule vastaa yhtä tuhat joulea. Kaasufaasiin höyrystetty magnesium käyttää 148 kJ / moolia, jossa mooli on 6 022 x 10 átomos-átomos-atomeja tai hiukkasia. Koska reaktiossa on kaksi magnesiumiatomia jokaiselle hapen molekyylille O2, kerro tämä luku 2: lla 296 kJ: n kustannusten saavuttamiseksi. Magnesiumionisaatio käyttää 4374 kJ enemmän, kun taas yksittäisten atomien O2: n rikkominen käyttää 448 kJ: tä. Elektronien lisäämiseksi happeen käytetään 1404 kJ. Lisäämällä kaikki nämä numerot huomasimme, että kustannukset olivat 6522 kJ. Kaikki tämä saadaan kuitenkin talteen vapauttamalla energiaa, kun magnesium- ja happi-ionit yhdistyvät ristikkorakenteeseen: 3850 kJ / mooli tai 7700 kJ / 2 moolia MgO: ta, joka on tuotettu reaktion avulla. Tuloksena on, että magnesiumoksidin muodostuminen vapauttaa 1206 kJ / 2 moolia muodostettua tuotetta tai 603 kJ / moolia.

   
   

   Tämä laskelma ei kerro mitä tapahtuu, reaktion todellinen mekanismi sisältää atomien törmäykset. Se auttaa kuitenkin ymmärtämään, mistä tästä prosessista vapautuva energia tulee. Elektronien siirtyminen magnesiumista hapeen, jota seuraa ionisten sidosten muodostuminen ionien välillä, vapauttaa paljon energiaa. Tietenkin reaktio sisältää muutaman askeleen, jotka tarvitsevat energiaa, mikä oikeuttaa jonkin verran kevyemmän lämmityksen tai kipinän prosessin aloittamiseen. Kun tämä on tehty, vapautunut lämpö on niin suuri, että reaktio jatkuu ilman lisätoimia.

vihjeitä

• Jos aiot tehdä esittelyn, muista, että magnesiumin palaminen on vaarallista. Reaktio säteilee paljon lämpöä; Siksi hiilidioksidin tai veden kanssa sammuttimen käyttö tässä liekissä todella pahentaa tilannetta.

Mitä tarvitset

• liuskekivi
• liitu