Reaksjon av kalium med vann

Reaksjonene pågår denne måten:

Relativt frie elektroner av kalium reduserer vann:

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

Som etterlater metall positivt ladet.

Flytende ammoniakk, hvis utsatt for alkalimetall, reagerer med elektroner mye langsommere enn vann, og danner en mørkeblå løsning av solverte elektroner. Når elektroner gradvis sparker ut protoner fra ammoniakk og danner hydrogen, blir løsningen til slutt til en fargeløs løsning av NaNH2.

Men tilbake til vann.

Kaliumionene blir hydrert og reduserer lad …..

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

som danner $ \ ce {KOH} $ løsning i form av blanding av hydratiserte ioner $ \ ce {K + + OH -} $

Men tunge kaliumioner kan ikke holde tritt med lette og raske elektroner, og dråpen av smeltet metall får gradvis positiv ladning og ender til slutt opp med – som forfattere kaller det – Coulombisk eksplosjon.

Hydrogenet blir til slutt antent av mikrospor på grunn av ustabiliteten i ladningen selv før eksplosjon. Da «Terminator T1000-lignende» pigger av flytende metall til slutt gjennomborer isolerende damp + hydrogensjikt, og kommer i kontakt med antennelig hydrogen-luftblanding. atomer av tsjekkisk kjemiker Pavel Jungwirth Og kol. Chemistryworld-Alkali metalleksplosjon forklart

De har eksperimentelt bekreftet det med høyhastighets 10000 f / s kamera, ved hjelp av natrium / kaliumlegering som danner en eutektisk med lavt smeltepunkt.

Det visste jeg fra det populærvitenskapelige radiosendingsintervjuet og fant bakover noe referanse for det.

Se også artikkelen deres i Nature (som jeg glemte om og funnet senere):

Coulomb-eksplosjon i de tidlige stadiene av reaksjonen av alkalimetaller med vann

Abstrakte alkalimetaller kan reagere eksplosivt med vann, og det er lærebokskunnskap at denne kraftige oppførselen skyldes varmeutslipp, dampdannelse og antenning av hydrogengassen som produseres. Her foreslår vi at den første prosessen som muliggjør alkalimetalleksplosjonen i vann, imidlertid er av en helt annen art. Høyhastighetskameraavbildning av væskedråper av en natrium / kaliumlegering i vann avslører submillisekondannelse av metallspikes som stikker ut fra dråpeoverflaten. Simuleringer av molekylær dynamikk viser at det ved nedsenking i vann er en nesten øyeblikkelig frigjøring av elektroner fra metalloverflaten. Systemet når dermed raskt Rayleigh ustabilitetsgrense, noe som fører til en coulomb-eksplosjon av alkalimetalldråpen. Følgelig dannes en ny metalloverflate i kontakt med vann, som forklarer hvorfor reaksjonen ikke blir selvslukket av produktene, men heller kan føre til eksplosiv oppførsel.

Kommentarer

• Dette er veldig innsiktsfullt. Aldri tenkt på slike detaljer i reaksjonsmekanismen. Vi tar så mange ting for gitt innen vitenskap. Men hvordan skal vi bevise ligningstallet 1 dvs. " Relativt frie elektroner av kalium reduserer vann: "?
• @ M. Farooq Merk at eq 1 skulle være enda tidligere. Artikkelen handlet om mekanisme for dråpeeksplosjon og hydrogentenning. Hehe, hva med testing av flyvende krumning av metalldråper i sterkt elektrostatisk felt?:-)
• Du vet om Taylor-kjeglen, til og med vannstråle blir en spray i et sterkt elektrisk felt.
• Det minner meg om Kelvin vanndråpe . Når apparatet blir ladet nok begynner strømmer av dråper å avvike, avstøtt av samme ladning.
• @M. Farooq Se også Nature artikkel lenke. Om elektronene, vurder blå løsning av solvatiserte elektroner i flytende ammoniakk med alkalimetall, da ammoniakk reagerer med elektroner mye langsommere enn vann, og til slutt danner en fargeløs løsning av NaNH2.