În general, atunci când punem potasiu în apă, acesta va produce hidroxid de potasiu și hidrogen:
$ \ ce {2K + 2H2O ⟶2KOH + H2} $
Cu toate acestea, nu este posibilă și următoarea reacție?
$ \ ce {2K + H2O ⟶K2O + H2} $
De ce nu este oxidul produs?
Comentarii
- Aceasta ' este o ecuație chimică, nu o formulă (doar nitpicking). Bine ați venit pe site! Oamenii pot spune că " $ \ ce {K2O} $ ar putea fi format temporar ", dar ' s prea instabil pentru a fi izolat, mai ales în apă. La fel de bine am putea spune că $ \ ce {KOH} $ este format direct. Notă laterală: o ecuație chimică poate fi întotdeauna echilibrată, dar acest lucru nu indică dacă reacția este un basm sau nu.
- Vă mulțumim pentru răspuns. Apreciez cu adevărat răspunsul și maniera ta. Chiar găsești câteva greșeli în întrebare și mă lași să am șanse mari să învăț. Mulțumesc 🙂
- Termodinamica intră în vigoare.
Răspuns
Reacțiile sunt în curs de desfășurare în acest fel:
Electronii relativ liberi de potasiu reduc apa:
$$ \ ce {2 e- + 2 H2O – > H2 + 2 OH -} \ tag {1} $$
Acest lucru lasă metalul încărcat pozitiv.
Amoniac lichid, dacă expus la metal alcalin, reacționează cu electroni mult mai încet decât apa, formând o soluție albastru închis de electroni solvați. Pe măsură ce electronii elimină progresiv protonii din amoniac, formând hidrogen, soluția se transformă în cele din urmă într-o soluție incoloră de NaNH2.
Dar înapoi la apă.
Ionii de potasiu se hidratează, reducând taxa …..
$$ \ ce {K (s) ^ {n +} – > K (s) ^ {(nm) +} + m K +} \ tag {2} $$
formând $ \ ce {KOH} $ soluție sub formă de amestec de ioni hidrați $ \ ce {K + + OH -} $
Dar ionii grei de potasiu nu pot ține pasul cu electroni ușori și rapizi și picătura de metal topit câștigă progresiv sarcină pozitivă și în cele din urmă ajunge la – așa cum o numesc autorii – explozie coulombică. explozie. Pe măsură ce vârfurile de metal lichid „ca Terminator T1000” străpung în cele din urmă izolarea stratului de vapori + hidrogen, intrând în contact cu amestecul inflamabil de hidrogen-aer. atomi de chimistul ceh Pavel Jungwirth Și col. Explicația exploziei de metale chimice-alcaline
Au verificat-o experimental prin intermediul camerei de mare viteză de 10000 f / s, folosind aliaj de sodiu / potasiu formând un eutectic cu punct de topire scăzut.
Știam că din interviul de radio de știință popular, am găsit înapoi o referință pentru el.
Vezi și articolul lor din Nature (despre care am uitat și găsită mai târziu):
Explozie de coulomb în primele etape ale reacției metalelor alcaline cu apa
Rezumat Metalele alcaline pot reacționa exploziv cu apa și se știe că acest comportament viguros rezultă din eliberarea de căldură, formarea de abur și aprinderea hidrogenului gazos care este produs. Aici sugerăm că procesul inițial care permite explozia de metal alcalin în apă are totuși o natură complet diferită. Imaginarea camerei de mare viteză a picăturilor lichide ale unui aliaj de sodiu / potasiu în apă relevă formarea submilisecundă a vârfurilor metalice care ies din suprafața picăturii. Simulările dinamicii moleculare demonstrează că la imersiunea în apă există o eliberare aproape imediată de electroni de pe suprafața metalică. Sistemul atinge astfel rapid limita de instabilitate Rayleigh, ceea ce duce la o „explozie de coulomb” a picăturii de metal alcalin. În consecință, se formează o nouă suprafață metalică în contact cu apa, ceea ce explică de ce reacția nu se stinge prin produsele sale, ci poate duce mai degrabă la un comportament exploziv.
Comentarii
- Acest lucru este foarte inteligent. Nu m-am gândit niciodată la astfel de detalii ale mecanismului de reacție. Luăm atâtea lucruri de la sine înțelese în știință. Dar cum să dovedim ecuația numărul 1, adică " Electronii relativ liberi de potasiu reduc apa: "?
- @ M. Farooq Rețineți că eq 1 era presupus chiar mai devreme. Articolul a fost despre mecanismul de explozie a picăturilor și aprinderea hidrogenului. Hehe, ce zici de testarea curburii de zbor a picăturilor de metal într-un câmp electrostatic puternic?:-)
- Știți despre conul Taylor, chiar și jetul de apă devine un spray într-un câmp electric puternic.
- Asta îmi amintește Picurător de apă Kelvin . Când aparatul se încarcă suficient, fluxurile de picături încep să divergă, respinse de aceeași încărcare.
- @M. Farooq Vezi și linkul articolului Nature. Despre electroni, luați în considerare soluția albastră de electroni solvați în amoniac lichid cu metal alcalin, deoarece amoniacul reacționează cu electroni mult mai lent decât apa, formând în cele din urmă o soluție incoloră de NaNH2.