칼륨과 물의 반응

반응이 진행 중입니다. 이런 식으로 :

칼륨의 상대적으로 자유 전자가 물을 감소시킵니다.

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

그러면 금속이 양전하를 띕니다.

액체 암모니아, 알칼리 금속에 노출되어 물보다 훨씬 느린 전자와 반응하여 용 매화 된 전자의 진한 파란색 용액을 형성합니다. 전자가 암모니아에서 양성자를 점진적으로 쫓아 내서 수소를 형성하면 용액은 마침내 무색의 NaNH2 용액으로 변합니다.

그러나 다시 물로 돌아갑니다.

칼륨 이온은 수화되어 수소를 감소시킵니다. charge …..

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

$ \ ce {KOH} $ 형성 수화 된 이온 혼합물 형태의 용액 $ \ ce {K + + OH-} $

그러나 무거운 칼륨 이온은 속도를 유지할 수 없습니다. 가볍고 빠른 전자와 녹은 금속 방울은 점차적으로 양전하를 얻고 마침내 저자가 부르는 쿨롱 폭발로 끝납니다.

수소는 결국 전하 불안정성으로 인해 마이크로 스팍에 의해 점화됩니다. 폭발. 액체 금속의 “Terminator T1000과 유사한”스파이크가 결국 분리 된 증기 + 수소 층을 뚫고 발화성 수소-공기 혼합물과 접촉하게됩니다.

최근에는 수십 개의 알칼리에 대한 양자 화학 시뮬레이션에 의해 이론적으로 예측되었습니다. 체코 화학자 Pavel Jungwirth와 col. Chemistryworld-Alkali 금속 폭발 설명

그들은 나트륨 / 칼륨 합금을 사용하여 고속 10000 f / s 카메라로 실험적으로 검증했습니다. 녹는 점이 낮은 공융.

인기있는 과학 라디오 방송 인터뷰에서 그에 대한 참고 자료를 거꾸로 찾았다는 사실을 알고있었습니다.

Nature (내가 잊어 버렸던 나중에 발견) :

알칼리 금속과 물의 반응 초기 단계에서 쿨롱 폭발

추상 알칼리 금속은 물과 폭발적으로 반응 할 수 있으며 이러한 격렬한 행동은 생성되는 수소 가스의 열 방출, 증기 형성 및 점화로 인해 발생한다는 것이 교과서 적 지식입니다. 그러나 여기서 우리는 물에서 알칼리 금속 폭발을 가능하게하는 초기 과정은 완전히 다른 성질을 가지고 있음을 시사합니다. 물 속의 나트륨 / 칼륨 합금 액체 방울을 고속 카메라로 촬영하면 방울 표면에서 튀어 나온 금속 스파이크가 밀리 초 미만으로 형성되는 것을 확인할 수 있습니다. 분자 역학 시뮬레이션은 물에 담그면 금속 표면에서 거의 즉각적인 전자 방출이 있음을 보여줍니다. 따라서 시스템은 레일리 불안정성 한계에 빠르게 도달하여 알칼리 금속 방울의 쿨롱 폭발을 일으 킵니다. 결과적으로 물과 접촉하는 새로운 금속 표면이 형성되어 반응이 제품에 의해 자체 소멸되지 않고 오히려 폭발적인 행동으로 이어질 수있는 이유를 설명합니다.

댓글

• 매우 통찰력이 있습니다. 이러한 반응 메커니즘의 세부 사항에 대해 생각한 적이 없습니다. 우리는 과학에서 많은 것을 당연시합니다. 그러나 방정식 1을 증명하는 방법, 즉 " 칼륨의 상대적 자유 전자는 물을 감소시킵니다. "?
• @ 미디엄. Farooq eq 1은 더 일찍 가정되었습니다. 이 기사는 물방울 폭발과 수소 점화 메커니즘에 관한 것이었다. Hehe, 강한 정전기 장에서 금속 방울의 비행 곡률 테스트는 어떻습니까?:-)
• Taylor cone에 대해 알고 계시 겠지만, 물 분사조차도 강한 전기장에서 스프레이가됩니다.
• 그게 생각 나네요. 켈빈 물방울 . 장치가 충분히 충전되면 방울의 흐름이 갈라지기 시작하고 동일한 충전에 의해 반발됩니다.
• @M. Farooq Nature 기사 링크를 참조하십시오. 전자에 관해서는, 암모니아가 물보다 훨씬 느리게 전자와 반응하여 최종적으로 NaNH2의 무색 용액을 형성하기 때문에 알칼리 금속과 액체 암모니아에 용해 된 전자의 청색 용액을 고려하십시오.