Obecně platí, že když dáváme draslík do vody, bude produkovat hydroxid draselný a vodík:
$ \ ce {2K + 2H2O ⟶2KOH + H2} $
Není však možná ani následující reakce?
$ \ ce {2K + H2O ⟶K2O + H2} $
Proč se oxid nevyrábí?
Komentáře
- Ta ' sa chemická rovnice, nikoli vzorec (pouze nitpicking). Vítejte na stránkách! Lidé mohou říci, že " $ \ ce {K2O} $ může být přechodně vytvořen ", ale ' s příliš nestabilní , než aby byl izolován, zejména ve vodě. Můžeme také říci, že $ \ ce {KOH} $ je přímo vytvořeno. Postranní poznámka: Chemická rovnice může být vždy vyvážená, ale to nic nenasvědčuje tomu, zda je reakce pohádková, či nikoli.
- Děkujeme za odpověď. Opravdu si vážím vaší odpovědi a chování. V otázce dokonce zjistíte nějaké chyby a necháte mě dobrou příležitost se učit. Díky 🙂
- Termodynamika vstupuje v platnost.
Odpověď
Reakce probíhají tímto způsobem:
Relativně volné elektrony draslíku snižují vodu:
$$ \ ce {2 e- + 2 H2O – > H2 + 2 OH -} \ tag {1} $$
To zanechává kov pozitivně nabitý.
Kapalný amoniak, pokud vystaven působení alkalických kovů, reaguje s elektrony mnohem pomaleji než voda a vytváří tmavě modrý roztok solvatovaných elektronů. Jak elektrony postupně vyhánějí protony z amoniaku a vytvářejí vodík, roztok se nakonec změní na bezbarvý roztok NaNH2.
Ale zpět na vodu.
Ionty draslíku se hydratují, což snižuje poplatek …..
$$ \ ce {K (s) ^ {n +} – > K (s) ^ {(nm) +} + m K +} \ tag {2} $$
tvořící $ \ ce {KOH} $ řešení ve formě směsi hydratovaných iontů $ \ ce {K + + OH -} $
Ale těžké ionty draslíku nemohou držet krok s lehkými a rychlými elektrony a kapka roztaveného kovu postupně získává kladný náboj a nakonec končí – jak to autoři nazývají – Coulombovou explozí.
Vodík se nakonec zapálí mikrosparky kvůli nestabilitě náboje ještě před výbuch. Protože hroty tekutého kovu podobné „Terminátoru T1000“ nakonec prorazily izolační vrstvu páry a vodíku a dostaly se do kontaktu se zápalnou směsí vodíku a vzduchu.
Nedávno to bylo teoreticky předpovězeno simulací kvantové chemie pro několik desítek alkálií atomy českým chemikem Pavlem Jungwirthem a plk. Vysvětlení výbuchu Chemistryworld-alkalického kovu
Experimentálně jej ověřili pomocí vysokorychlostní kamery s rychlostí 10 000 f / s, přičemž pomocí slitiny sodíku a draslíku vytvořili eutektikum s nízkou teplotou tání.
Věděl jsem, že z populárně-vědeckého rozhlasového rozhovoru jsem našel zpětné odkazy.
Viz také jejich článek v Nature (na který jsem zapomněl a nalezeno později):
Coulombova exploze v raných fázích reakce alkalických kovů s vodou
Abstrakt Alkalické kovy mohou výbušně reagovat s vodou a je známo, že toto prudké chování je výsledkem uvolňování tepla, tvorby páry a vznícení produkovaného plynného vodíku. Zde navrhujeme, aby počáteční proces umožňující explozi alkalického kovu ve vodě měl úplně jinou povahu. Vysokorychlostní kamerové snímkování kapalných kapek slitiny sodíku a draslíku ve vodě odhaluje submilisekundovou tvorbu kovových hrotů, které vyčnívají z povrchu kapky. Simulace molekulární dynamiky ukazují, že při ponoření do vody dochází k téměř okamžitému uvolnění elektronů z povrchu kovu. Systém tak rychle dosáhne Rayleighova limitu nestability, což vede k „coulombově explozi“ poklesu alkalického kovu. V důsledku toho se vytvoří nový kovový povrch ve styku s vodou, což vysvětluje, proč reakce nedochází k samočinnému ochlazení produktů, ale může spíše vést k výbušnému chování.
Komentáře
- To je velmi užitečné. Nikdy jsem nepřemýšlel o takových detailech reakčního mechanismu. Ve vědě považujeme tolik věcí za samozřejmost. Jak ale dokázat rovnici číslo 1, tj. " Relativně volné elektrony draslíku snižují obsah vody: "?
- @ M. Farooq Všimněte si, že eq 1 se předpokládalo ještě dříve. Článek pojednával o mechanismu exploze kapiček a vznícení vodíku. Hehe, a co testování létajícího zakřivení kovových kapiček v silném elektrostatickém poli?:-)
- Víte o Taylorově kuželu, dokonce i vodní paprsek se stává postřikem v silném elektrickém poli.
- To mi připomíná Kapátko vody Kelvin . Když se přístroj dostatečně nabije, proudy kapek se začnou rozcházet, zahnány stejným nábojem.
- @M. Farooq Viz také odkaz na článek o přírodě. Pokud jde o elektrony, zvažte modrý roztok solvatovaných elektronů v kapalném amoniaku s alkalickým kovem, protože amoniak reaguje s elektrony mnohem pomaleji než voda a nakonec vytvoří bezbarvý roztok NaNH2.