Reaktion af kalium med vand

Reaktionerne er i gang denne måde:

Relativt frie elektroner af kalium reducerer vand:

$$ \ ce {2 e- + 2 H2O – > H2 + 2 OH -} \ tag {1} $$

Det efterlader metal positivt ladet.

Flydende ammoniak, hvis udsat for alkalimetal, reagerer med elektroner meget langsommere end vand og danner en mørkeblå opløsning af solvatiserede elektroner. Når elektroner gradvis sparker protoner ud af ammoniak og danner brint, bliver opløsningen til sidst til en farveløs opløsning af NaNH2.

Men tilbage til vand.

Kaliumionerne bliver hydreret og reducerer oplad …..

$$ \ ce {K (s) ^ {n +} – > K (s) ^ {(nm) +} + m K +} \ tag {2} $$

danner $ \ ce {KOH} $ opløsning i form af blanding af hydratiserede ioner $ \ ce {K + + OH -} $

Men tunge kaliumioner kan ikke holde trit med lette og hurtige elektroner, og dråben af smeltet metal vinder gradvist positiv ladning og ender til sidst ved – som forfattere kalder det – Coulombisk eksplosion. eksplosion. Da “Terminator T1000-lignende” spidser af flydende metal til sidst gennemborer isolerende damp + brintlag og kommer i kontakt med antændelig brint-luft-blanding. atomer af den tjekkiske kemiker Pavel Jungwirth og kol. Chemistryworld-Alkali metaleksplosion forklaret

De har eksperimentelt verificeret det med højhastigheds 10000 f / s kamera ved hjælp af natrium / kaliumlegering, der danner en eutektisk med lavt smeltepunkt.

Det vidste jeg fra det populærvidenskabelige radioudsendelsesinterview, hvor jeg fandt bagud en reference for det.

Se også deres artikel i Nature (som jeg glemte fundet senere):

Coulomb-eksplosion i de tidlige faser af reaktionen af alkalimetaller med vand

Abstrakt alkalimetaller kan reagere eksplosivt med vand, og det er lærebogskendskab, at denne kraftige opførsel skyldes varmeudgivelse, dampdannelse og antændelse af den brintgas, der produceres. Her foreslår vi, at den indledende proces, der muliggør alkalimetaleksplosionen i vand, dog er af en helt anden karakter. Højhastighedskamera-billeddannelse af flydende dråber af en natrium / kaliumlegering i vand afslører submillisekondannelse af metalspidser, der stikker ud fra dråbeoverfladen. Molekylære dynamiske simuleringer viser, at der ved nedsænkning i vand er en næsten øjeblikkelig frigivelse af elektroner fra metaloverfladen. Systemet når således hurtigt Rayleighs ustabilitetsgrænse, hvilket fører til en coulomb-eksplosion af alkalimetaldråben. Derfor dannes en ny metaloverflade i kontakt med vand, hvilket forklarer, hvorfor reaktionen ikke bliver selvslukket af sine produkter, men snarere kan føre til eksplosiv opførsel.

Kommentarer

• Dette er meget indsigtsfuldt. Aldrig tænkt på sådanne detaljer i reaktionsmekanismen. Vi tager så mange ting for givet inden for videnskab. Men hvordan bevises ligningen nummer 1, dvs. " Relativt frie elektroner af kalium reducerer vand: "?
• @ M. Farooq Bemærk, at eq 1 skulle antages endnu tidligere. Artiklen handlede om mekanisme til dråbeeksplosion og brintantænding. Hehe, hvad med test af flyvende krumning af metaldråber i stærkt elektrostatisk felt?:-)
• Du kender til Taylor-kegle, selv vandstråle bliver en spray i et stærkt elektrisk felt.
• Det minder mig Kelvin vanddråber . Når apparatet oplades nok, begynder strømme af dråber at afvige, afvist af den samme ladning.
• @M. Farooq Se også linket til artikelartikler. Om elektronerne skal du overveje blå opløsning af solvatiserede elektroner i flydende ammoniak med alkalimetal, da ammoniak reagerer med elektroner meget langsommere end vand og til sidst danner en farveløs opløsning af NaNH2.