Kun laitamme kaliumia veteen, se tuottaa yleensä kaliumhydroksidia ja vetyä:
$ \ ce {2K + 2H2O ⟶2KOH + H2} $
Seuraava reaktio ei kuitenkaan ole mahdollinen?
$ \ ce {2K + H2O ⟶K2O + H2} $
Miksi oksidi ei tuotu?
Kommentit
- Se ' on kemiallinen yhtälö, ei kaava (vain nokkela). Tervetuloa sivustolle! Ihmiset voivat sanoa, että " $ \ ce {K2O} $ saattaa muodostua ohimenevästi ", mutta se ' s liian epävakaa eristettäväksi, etenkin vedessä. Voisimme yhtä hyvin sanoa, että $ \ ce {KOH} $ muodostetaan suoraan. Lisähuomautus: Kemiallinen yhtälö voi aina olla tasapainossa, mutta se ei osoita, onko reaktio satu vai ei.
- Kiitos vastauksestasi. Arvostan todella vastaustasi ja tapaa. Huomaat jopa joitain virheitä kysymyksessä ja annat minun olla hyvät mahdollisuudet oppia. Kiitos 🙂
- Termodynamiikka tulee voimaan.
Vastaa
Reaktiot ovat käynnissä näin:
Suhteellisen vapaat kaliumelektronit vähentävät vettä:
$$ \ ce {2 e- + 2 H2O – > H2 + 2 OH -} \ tag {1} $$
Tämä antaa metallille positiivisen varauksen.
Nestemäinen ammoniakki, jos alkalimetallille alttiina, reagoi elektronien kanssa paljon hitaammin kuin vesi, muodostaen tummansinisen liuoksen solvatoituneista elektroneista. Kun elektronit potkaavat asteittain protoneja ammoniakista muodostaen vetyä, liuos muuttuu lopulta värittömäksi NaNH2-liuokseksi.
Mutta takaisin veteen.
Kaliumionit hydratoituvat vähentäen veloita …..
$$ \ ce {K (s) ^ {n +} – > K (s) ^ {(nm) +} + m K +} \ tag {2} $$
muodostavat $ \ ce {KOH} $ ratkaisu hydratoitujen ionien seoksena $ \ ce {K + + OH -} $
Mutta raskaat kaliumionit eivät voi pysyä vauhdissa kevyillä ja nopeilla elektroneilla ja sulan metallin pisara saa asteittain positiivisen varauksen ja lopulta – kuten kirjoittajat kutsuvat – Coulombic-räjähdykseksi.
Vety syttyy lopulta mikroparkeilla varauksen epävakauden vuoksi jo ennen räjähdys. Kun ”Terminator T1000: n kaltaiset” nestemäisen metallin piikit lävistävät lopulta eristävän höyryn + vetykerroksen ja joutuvat kosketukseen syttyvän vety-ilmaseoksen kanssa.
Se on hiljattain teoreettisesti ennustettu kvanttikemian simuloinneilla useille kymmenille alkalille tšekkiläinen kemisti Pavel Jungwirth ja col. Kemiamaailman ja alkalimetallien räjähdys selitetty
He ovat kokeellisesti todentaneet sen suurella nopeudella 10000 f / s -kameralla käyttäen natrium / kaliumseosta, joka muodostaa eutektinen, matalalla sulamispisteellä.
Tiesin, että populaaritieteellisen radiolähetyksen haastattelusta löytyi taaksepäin viittaus siihen.
Katso myös heidän artikkelinsa Luonto-lehdessä (josta unohdin ja löydetty myöhemmin):
Coulomb-räjähdys alkalimetallien ja veden välisen reaktion alkuvaiheessa
Tiivistelmä Alkalimetallit voivat reagoida räjähdysherkästi veden kanssa, ja oppikirjatiedon mukaan tämä voimakas käyttäytyminen johtuu lämmön vapautumisesta, höyryn muodostumisesta ja syntyvän vetykaasun syttymisestä. Tässä ehdotamme, että alkuprosessi, joka mahdollistaa alkalimetalliräjähdyksen vedessä, on kuitenkin luonteeltaan täysin erilainen. Nopea kameran kuvaus nestemäisistä vesipitoisista natrium / kaliumseoksesta osoittaa, että pisaran pinnasta ulkonevat metallipiikit muodostuvat alle sekunnin. Molekyylidynamiikan simulaatiot osoittavat, että veteen upotettaessa elektronit vapautuvat melkein välittömästi metallin pinnalta. Täten järjestelmä saavuttaa nopeasti Rayleighin epästabiilisuusrajan, mikä johtaa alkalimetallipisaran ”coulomb-räjähdykseen”. Tämän seurauksena muodostuu uusi veden kanssa kosketuksessa oleva metallipinta, mikä selittää sen, miksi reaktiot eivät sammu itse tuotteistaan, vaan voivat pikemminkin johtaa räjähtävään käyttäytymiseen.
Kommentit
- Tämä on hyvin oivaltavaa. Koskaan ajatellut tällaisia yksityiskohtia reaktiomekanismista. Pidämme niin monia asioita itsestään selvänä tieteessä. Mutta kuinka todistaa yhtälön numero 1 eli " Suhteellisen vapaat kaliumelektronit vähentävät vettä: "?
- @ M. Farooq Huomaa, että eq 1: n oletettiin olevan jo aikaisemmin. Artikkelissa kerrottiin pisaroiden räjähdysmekanismista ja vedyn syttymisestä. Hehe, entä metallipisaroiden lentävän kaarevuuden testaaminen voimakkaassa staattisessa kentässä?:-)
- Tiedät Taylor-kartiosta, jopa vesisuihkusta tulee suihke voimakkaassa sähkökentässä.
- Se muistuttaa minua Kelvin-vesipisara . Kun laite latautuu tarpeeksi, tippuvirrat alkavat poiketa toisistaan, ja sama lataus torjuu ne.
- @M. Farooq Katso myös Luonto-artikkelin linkki. Harkitse elektronien suhteen solvatoitujen elektronien sinistä liuosta nestemäisessä ammoniakissa alkalimetallin kanssa, koska ammoniakki reagoi elektronien kanssa paljon hitaammin kuin vesi muodostaen lopulta värittömän NaNH2-liuoksen.