En general, cuando ponemos potasio en agua, se producirá hidróxido de potasio e hidrógeno:
$ \ ce {2K + 2H2O ⟶2KOH + H2} $
Sin embargo, ¿no es posible la siguiente reacción también?
$ \ ce {2K + H2O ⟶K2O + H2} $
¿Por qué no se produce el óxido?
Comentarios
- Esa ' es una ecuación química, no una fórmula (simplemente quisquilloso). Bienvenido al sitio! La gente puede decir que " $ \ ce {K2O} $ podría formarse " transitoriamente, pero ' s demasiado inestable para ser aislado, especialmente en el agua. Bien podríamos decir que $ \ ce {KOH} $ se forma directamente. Nota al margen: una ecuación química siempre se puede equilibrar, pero eso no indica si la reacción es un cuento de hadas o no.
- Gracias por responder. Realmente aprecio su respuesta y manera. Incluso detecta algunos errores en la pregunta y me deja tener una buena oportunidad de aprender. Gracias 🙂
- La termodinámica entra en vigor.
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Las reacciones continúan de esta manera:
Los electrones de potasio relativamente libres reducen el agua:
$$ \ ce {2 e- + 2 H2O – > H2 + 2 OH -} \ tag {1} $$
Eso deja el metal cargado positivamente.
Amoníaco líquido, si expuesto a metales alcalinos, reacciona con electrones mucho más lento que el agua, formando una solución azul oscuro de electrones solvatados. A medida que los electrones expulsan progresivamente los protones del amoníaco, formando hidrógeno, la solución finalmente se convierte en una solución incolora de NaNH2.
Pero volviendo al agua.
Los iones de potasio se hidratan, disminuyendo la cargar …..
$$ \ ce {K (s) ^ {n +} – > K (s) ^ {(nm) +} + m K +} \ tag {2} $$
formando $ \ ce {KOH} $ solución en forma de mezcla de iones hidratados $ \ ce {K + + OH -} $
Pero los iones de potasio pesados no pueden seguir el ritmo con electrones ligeros y rápidos y la gota de metal fundido gana progresivamente carga positiva y finalmente termina, como lo llaman los autores, explosión de Coulombic.
El hidrógeno finalmente se enciende por microparcos debido a la inestabilidad de la carga incluso antes de la explosión. A medida que los picos de metal líquido «tipo Terminator T1000» eventualmente perforan la capa aislante de vapor + hidrógeno, entrando en contacto con la mezcla inflamable de hidrógeno y aire.
Recientemente se predijo teóricamente mediante simulación de química cuántica para varias docenas de álcalis. átomos del químico checo Pavel Jungwirth y col. Chemistryworld-Explosión de metales alcalinos explicada
Lo han verificado experimentalmente con una cámara de alta velocidad de 10000 f / s, utilizando una aleación de sodio / potasio que forma una eutéctico con bajo punto de fusión.
Sabía eso por la entrevista de difusión de radio de divulgación científica, y encontré al revés alguna referencia al respecto.
Consulte también su artículo en Nature (que me olvidé y encontrado más tarde):
Explosión de coulombios durante las primeras etapas de la reacción de metales alcalinos con agua
Resumen Los metales alcalinos pueden reaccionar explosivamente con el agua y se sabe que este comportamiento vigoroso es el resultado de la liberación de calor, la formación de vapor y la ignición del gas hidrógeno que se produce. Aquí sugerimos que el proceso inicial que permite la explosión del metal alcalino en el agua es, sin embargo, de naturaleza completamente diferente. Imágenes de cámara de alta velocidad de gotas líquidas de una aleación de sodio / potasio en agua revelan la formación de picos de metal en submilisegundos que sobresalen de la superficie de la gota. Las simulaciones de dinámica molecular demuestran que al sumergirse en agua hay una liberación casi inmediata de electrones de la superficie del metal. El sistema alcanza así rápidamente el límite de inestabilidad de Rayleigh, lo que conduce a una «explosión de culombio» de la gota de metal alcalino. En consecuencia, se forma una nueva superficie metálica en contacto con el agua, lo que explica por qué la reacción no se apaga automáticamente con sus productos, sino que puede conducir a un comportamiento explosivo.
Comentarios
- Esto es muy revelador. Nunca pensé en tales detalles del mecanismo de reacción. Damos tantas cosas por sentado en la ciencia. Pero, ¿cómo demostrar la ecuación número 1, es decir, " Los electrones de potasio relativamente libres reducen el agua: "?
- @ METRO. Farooq Tenga en cuenta que la ecuación 1 se supuso incluso antes. El artículo trataba sobre el mecanismo de explosión de gotas e ignición por hidrógeno. Jeje, ¿qué pasa con las pruebas de la curvatura voladora de las gotas de metal en un campo electrostático fuerte?:-)
- Ya conoces el cono de Taylor, incluso el chorro de agua se convierte en un rocío en un campo eléctrico fuerte.
- Eso me recuerda Gotero de agua Kelvin . Cuando el aparato se carga lo suficiente, las corrientes de gotas comienzan a divergir, repelidas por la misma carga.
- @M. Farooq Véase también el enlace al artículo de Nature. Sobre los electrones, considere la solución azul de electrones solvatados en amoníaco líquido con metal alcalino, ya que el amoníaco reacciona con los electrones mucho más lento que el agua, formando finalmente una solución incolora de NaNH2.