カリウムと水との反応

反応は進行中ですこのように：

カリウムの比較的自由な電子は水を減らします：

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

金属が正に帯電したままになります。

液体アンモニア（場合）アルカリ金属にさらされると、水よりもはるかに遅い電子と反応し、溶媒和電子の濃い青色の溶液を形成します。電子が徐々にアンモニアからプロトンを追い出し、水素を形成すると、溶液は最終的にNaNH2の無色の溶液に変わります。

しかし水に戻ります。

カリウムイオンが水和し、料金…..

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

形成 $ \ ce {KOH} $ 水和イオンの混合物の形の溶液 $ \ ce {K + + OH-} $

しかし、重いカリウムイオンはペースを維持できません軽くて速い電子と溶けた金属の滴は次第に正の電荷を獲得し、最終的には-著者が言うように-クーロン爆発によって終わります。

水素は、電荷が不安定になる前でさえ、最終的にマイクロスパークによって点火されます。爆発。液体金属の「ターミネーターT1000のような」スパイクが最終的に分離蒸気+水素層を貫通し、発火性の水素-空気混合物と接触するため。

最近、数十のアルカリの量子化学シミュレーションによって理論的に予測されました。チェコの化学者PavelJungwirth Andcolによる原子。 化学の世界-アルカリ金属爆発の説明

彼らは、ナトリウム/カリウム合金を形成する高速10000 f / sカメラで実験的に検証しました。低融点の共晶。

人気のある科学ラジオ放送のインタビューから、それについてのいくつかの参照を後方に見つけることを知っていました。

Natureの彼らの記事も参照してください（私は忘れていました後で見つかります）：

アルカリ金属と水との反応の初期段階でのクーロン爆発

抽象的なアルカリ金属は水と爆発的に反応する可能性があり、この活発な挙動は、生成される水素ガスの熱放出、蒸気形成、および点火に起因することが教科書の知識です。ただし、ここでは、水中でのアルカリ金属の爆発を可能にする最初のプロセスは、まったく異なる性質のものであることを示唆しています。水中のナトリウム/カリウム合金の液滴の高速度カメライメージングは、液滴の表面から突き出た金属スパイクのサブミリ秒の形成を明らかにします。分子動力学シミュレーションは、水に浸すと、金属表面からほぼ即座に電子が放出されることを示しています。したがって、システムはレイリー不安定性の限界にすぐに到達し、アルカリ金属液滴の「クーロン爆発」につながります。その結果、水と接触する新しい金属表面が形成されます。これは、反応がその生成物によって自己消光されない理由を説明しますが、爆発的な動作につながる可能性があります。

コメント

• これは非常に洞察に満ちています。このような反応メカニズムの詳細については考えたことはありません。私たちは科学において非常に多くのことを当然のことと考えています。しかし、方程式番号1、つまり"カリウムの比較的自由な電子が水を減らすことを証明する方法："？
• @ M。 Farooq式1はもっと以前に想定されていたことに注意してください。記事は、飛沫爆発と水素点火のメカニズムについてでした。ふふ、強い静電界での金属液滴の飛沫曲率のテストはどうですか？:-)
• テイラーコーンについてはご存知でしょうが、ウォータージェットでさえ、強い電界でスプレーになります。
• それは私にを思い出させます。 ケルビンウォータードロッパー。 装置が十分に充電されると、液滴の流れが発散し始め、同じ電荷によって反発されます。
• @M。 FarooqNatureの記事のリンクも参照してください。 電子については、アンモニアが水よりもはるかに遅い電子と反応し、最終的にNaNH2の無色の溶液を形成するため、アルカリ金属を含む液体アンモニア中の溶媒和電子の青い溶液を検討してください。