Vzniká interakcia sodíka s vodou. Tajomstvo reakcie kovového sodíka s vodou. Poniklovanie kovových predmetov

Najzaujímavejší školské hodiny Témou vlastností aktívnych kovov bola chémia. Dostali sme nielen teoretický materiál, ale aj predviedli zaujímavé experimenty. Asi každý si pamätá, ako učiteľka hodila do vody malý kúsok kovu, ten sa prehnal po hladine tekutiny a vznietil sa. V tomto článku pochopíme, ako dochádza k reakcii sodíka a vody, prečo kov exploduje.

Kovový sodík je strieborná látka, ktorá má podobnú hustotu ako mydlo alebo parafín. Sodík sa vyznačuje dobrou tepelnou a elektrickou vodivosťou. Preto sa používa v priemysle, najmä na výrobu batérií.

Sodík je vysoko reaktívny. Reakcie často prebiehajú s uvoľňovaním veľkého množstva tepla. Niekedy je sprevádzané vznietením alebo výbuchom. Práca s aktívnymi kovmi si vyžaduje dobré informačné školenie a skúsenosti. Sodík je možné skladovať iba v dobre uzavretých nádobách pod vrstvou oleja, keďže kov na vzduchu rýchlo oxiduje.

Najpopulárnejšou reakciou sodíka je jeho interakcia s vodou. Pri reakcii sodíka a vody vzniká zásada a vodík:

2Na + 2H20 = 2NaOH + H2

Vodík sa oxiduje kyslíkom zo vzduchu a exploduje, čo sme pozorovali pri školskom pokuse.

Štúdie reakcií vedcov z Českej republiky

Reakcia sodíka s vodou je veľmi jednoduchá na pochopenie: interakcia látok vedie k tvorbe plynu H2, ktorý sa zase oxiduje O2 vo vzduchu a vznieti sa. Všetko sa zdá byť jednoduché. Profesor Pavel Jungvirt z Českej akadémie vied si to však nemyslel.

Faktom je, že počas reakcie nevzniká len vodík, ale aj vodná para, keďže sa uvoľňuje veľké množstvo energie, voda sa ohrieva a vyparuje. Keďže sodík má nízku hustotu, parný vankúš ho musí tlačiť nahor a izolovať ho od vody. Reakcia by mala odumrieť, ale nie.

Jungwirth sa rozhodol tento proces podrobne preštudovať a experiment nakrútil vysokorýchlostnou kamerou. Proces bol natočený pri 10 000 snímkach za sekundu a sledovaný pri 400-násobnom spomalení. Vedci si všimli, že kov, ktorý sa dostane do kvapaliny, začína uvoľňovať procesy vo forme hrotov. Toto je vysvetlené takto:

• Alkalické kovy, keď sú vo vode, začnú pôsobiť ako donor elektrónov a uvoľňujú negatívne nabité častice.
• Kus kovu získa kladný náboj.
• Kladne nabité protóny sa začnú navzájom odpudzovať a vytvárajú kovové výrastky.
• Hrotové procesy prepichujú parný vankúš, kontaktná plocha reaktantov sa zväčšuje a reakcia sa zintenzívňuje.

Ako vykonať experiment

Okrem vodíka vzniká pri reakcii vody a sodíka zásada. Ak to chcete skontrolovať, môžete použiť akýkoľvek indikátor: lakmus, fenolftaleín alebo metyl pomaranč. Najľahšie sa vám bude pracovať s fenolftaleínom, ktorý je v neutrálnom prostredí bezfarebný a reakciu bude lepšie pozorovať.

Na vykonanie experimentu potrebujete:

1. Do kryštalizátora nalejte destilovanú vodu tak, aby zaberala viac ako polovicu objemu nádoby.
2. Do tekutiny pridajte niekoľko kvapiek indikátora.
3. Odrežte kúsok sodíka vo veľkosti polovice hrášku. K tomu použite skalpel alebo tenký nôž. Aby ste predišli oxidácii, musíte kov odrezať v nádobe, nie obviňovať sodík z oleja.
4. Odstráňte kúsok sodíka z nádoby pomocou pinzety a osušte filtračným papierom, aby ste odstránili olej.
5. Vhoďte sodík do vody a pozorujte proces z bezpečnej vzdialenosti.

Všetky nástroje použité v experimente musia byť čisté a suché.

Uvidíte, že sodík neklesá do vody, ale zostáva na povrchu, čo sa vysvetľuje hustotou látok. Sodík začne reagovať s vodou a uvoľňuje teplo. Z toho sa kov roztopí a zmení sa na kvapôčku. Táto kvapôčka sa začne aktívne pohybovať vodou a vydávať charakteristické syčanie. Ak by kúsok sodíka nebol príliš malý, vznietil by sa žltým plameňom. Ak by bol kus príliš veľký, mohlo by dôjsť k výbuchu.

Voda tiež zmení farbu. Je to spôsobené uvoľňovaním zásady do vody a sfarbením indikátora rozpusteného v nej. Fenolftaleín sa zmení na ružový, lakmusový modrý a metyloranžový žltý.

toto je nebezpečné

Interakcia sodíka s vodou je veľmi nebezpečná. Počas experimentu môžete získať vážne zranenia. Hydroxid, peroxid a oxid sodný, ktoré vznikajú pri reakcii, môžu naleptať kožu. Postriekanie alkáliou sa môže dostať do očí a spôsobiť vážne popáleniny a dokonca aj slepotu.

Manipulácie s aktívnymi kovmi by sa mali vykonávať v chemických laboratóriách pod dohľadom laboranta, ktorý má skúsenosti s prácou s alkalickými kovmi.

1. Pracujte výlučne v ochranných okuliaroch.
2. V žiadnom prípade by ste sa nemali nakláňať nad nádobu, keď je kov na vode.
3. Ihneď po vhodení kovu do vody sa vzdiaľte od formy na niekoľko metrov.
4. Buďte vždy pripravení, pretože kedykoľvek môže dôjsť k výbuchu.
5. Nepribližujte sa ku katalyzátoru, kým si nie ste istí, že reakcia skončila.

Vlastnosti kovového sodíka: Video

Sodík- prvok 3. periódy a IA-skupiny Periodický systém, poradové číslo 11. Elektronický vzorec atóm 3s 1, oxidačné stavy +1 a 0. Má nízku elektronegativitu (0,93), prejavuje len kovové (základné) vlastnosti. Tvorí (ako katión) početné soli a binárne zlúčeniny. Takmer všetky sodné soli sú vysoko rozpustné vo vode.

V prírode - piaty podľa chemického prvku hojnosti (druhý medzi
kovy) sa vyskytuje iba vo forme zlúčenín. Životne dôležitý prvok pre všetky organizmy.

Sodík, sodný katión a jeho zlúčeniny farbia plameň plynového horáka jasne žlto ( kvalitatívna detekcia).

Sodík Na. Strieborno-biely kov, ľahký, mäkký (rezaný nožom), nízky bod topenia. Skladujte sodík v petroleji. Vytvára tekutú zliatinu s ortuťou amalgám(do 0,2 % Na).

Vysoko reaktívny, vo vlhkom vzduchu sa sodík pomaly pokrýva hydroxidovým filmom a stráca svoj lesk (stmavne):

Sodík je reaktívny a silné redukčné činidlo. Na vzduchu sa vznieti pri miernom zahriatí (>250 °C), reaguje s nekovmi:

2Na + O2 = Na202 2Na + H2 = 2NaH

2Na + CI2 = 2NaCl 2Na + S = Na2S

6Na + N2 = 2Na3N 2Na + 2C = Na2C2

Veľmi búrlivé a s veľkým exo- sodík reaguje vodným efektom:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2^ + 368 kJ

Z reakčného tepla sa kúsky sodíka roztavia do guľôčok, ktoré sa začnú náhodne pohybovať v dôsledku uvoľňovania H2. Reakcia je sprevádzaná ostrými cvaknutiami v dôsledku výbuchov detonačného plynu (H 2 + O 2). Roztok je zafarbený fenolftaleínom v karmínovej farbe (alkalické médium).

V sérii napätí je sodík oveľa vľavo od vodíka, vytláča vodík zo zriedených kyselín HC1 a H 2 SO 4 (v dôsledku H 2 0 a H).

Potvrdenie sodík v priemysle:

(pozri tiež prípravu NaOH nižšie).

Sodík sa používa na získanie Na202, NaOH, NaH, ako aj v organickej syntéze. Roztavený sodík slúži ako chladivo v jadrových reaktoroch a plynný sodík sa používa ako náplň do žltých vonkajších lámp.

oxid sodný Na20. Zásaditý oxid. Biely, má iónovú štruktúru (Na +) 2 O 2-. Tepelne stabilný, pri zapálení sa pomaly rozkladá, topí sa pri pretlaku pár Na. Citlivý na vlhkosť a oxid uhličitý vo vzduchu. Prudko reaguje s vodou (vzniká silne zásaditý roztok), kyselinami, kyslými a amfotérnymi oxidmi, kyslíkom (pod tlakom). Používa sa na syntézu sodných solí. Nevytvára sa pri spaľovaní sodíka na vzduchu.

Rovnice najdôležitejších reakcií:

Potvrdenie: tepelný rozklad Na202 (pozri), ako aj fúziu Na a NaOH, Na a Na2O2:

2Na + 2NaOH = 2Na a O + H2 (600 °C)

2Na + Na202 = 2Na a O (130-200 °C)

peroxid sodný Na202. binárne spojenie. Biela, hygroskopická. Má iónovú štruktúru (Na +) 2 O 2 2-. Pri zahrievaní sa rozkladá, topí sa pod pretlakom O2. Absorbuje oxid uhličitý zo vzduchu. Úplne rozložené vodou, kyselinami (uvoľňovanie O 2 pri vare - kvalitatívna reakcia pre peroxidy). Silné oxidačné činidlo, slabé redukčné činidlo. Používa sa na regeneráciu kyslíka v izolačných dýchacích prístrojoch (reakcia s CO 2), ako zložka bielidiel látok a papiera. Rovnice najdôležitejších reakcií:

Potvrdenie: horenie Na vo vzduchu.

Hydroxid sodný NaOH. Zásaditý hydroxid, zásada, technický názov hydroxid sodný. Biele kryštály s iónovou štruktúrou (Na +) (OH -). Šíri sa vzduchom, absorbuje vlhkosť a oxid uhličitý (vzniká NaHCO 3). Topí a vrie bez rozkladu. Spôsobuje ťažké poleptanie kože a očí.

Vysoko rozpustný vo vode (s exo-účinok, +56 kJ). Reaguje s kyslých oxidov, neutralizuje kyseliny, spôsobuje kyslú funkciu v amfotérnych oxidoch a hydroxidoch:

Roztok NaOH koroduje sklo (vzniká NaSiO3), koroduje hliníkový povrch (vzniká Na a H 2).

Potvrdenie NaOH v priemysle:

a) elektrolýza roztoku NaCl na inertnej katóde

b) elektrolýza roztoku NaCl na ortuťovej katóde (amalgámová metóda):

(uvoľnená ortuť sa vracia späť do článku).

Hydroxid sodný je najdôležitejšou surovinou pre chemický priemysel. Používa sa na získanie sodných solí, celulózy, mydla, farbív a umelých vlákien; ako sušič plynu; činidlo pri extrakcii z druhotných surovín a čistení cínu a zinku; pri spracovaní hliníkových rúd (bauxitov).

Budete potrebovať sodík Na a draslík K, destilovanú vodu, alkoholový roztok indikátora fenolftaleínu, kryštalizátory, pinzetu alebo kliešte, skalpel alebo ostrý nôž a filtračný papier.

Do kryštalizátorov sa naleje voda a pridá sa niekoľko kvapiek roztoku fenolftaleínu. Odrežte skalpelom na hárku filtračného papiera z malých kúskov alkalických kovov, veľkosti hrášku, „plátkov“. Kúsky sodíka a draslíka sa sušia filtračným papierom a spúšťajú sa do kryštalizátorov. Predtým, ako vezmete ďalší kus kovu, konce pinzety dôkladne utrite filtračným papierom, aby sa voda nedostala do fliaš. Pozorujú sa guľôčky roztaveného kovu „bežiace“ po hladine vody a pohyb draselnej gule je rýchlejší ako pohyb sodíkovej gule. Čoskoro sa rozsvieti fialovým plameňom. Za každou z „bežiacich“ loptičiek je malinová „slučka“ v dôsledku toho, že v dôsledku reakcií:
2Na + 2H20 \u003d 2NaOH + H2
2K + 2H20 = 2KOH + H2
vzniká alkalický hydroxid (silná zásada), ktorý zafarbí indikátor fenolftaleín do malinovofialovej farby.

Kovové výrobky a predmety sa očistia od nečistôt, odmastia roztokom sódy, umyjú sa vo vode, ponoria sa na niekoľko sekúnd do 50% roztoku kyseliny dusičnej a opäť sa umyjú destilovanou vodou. Pripravený produkt sa udržuje 30-50 minút v horúcom roztoku obsahujúcom 280 g heptahydrátu síranu nikelnatého a 100 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej na 1 liter vody. Po prijatí niklového povlaku (ukáže sa, že je hustý a lesklý) sa výrobok umyje vodou a vyleští handričkou.

medené kryštály

Každý vie, ako pestovať kryštály rôznych solí. Ale nie každý môže pestovať medené kryštály. Na tento nevšedný zážitok budete potrebovať: CuSO4, soľ, kúsok cínu a pohár (môže byť obyčajný). Z kúska plechu vystrihnite kruh tak, aby voľne zapadol do pohára. Nasypte prášok síranu meďnatého (síran meďnatý) do pohára s vrstvou 5 mm a túto vrstvu naplňte soľou. POZOR! Nemiešajte vrstvy. Vrstvy uzavrieme kruhom filtračného papiera a prikryjeme kruhom plechu. Nalejte soľný roztok do pohára.

Po dvoch týždňoch vyrastú pomerne veľké kryštály medi. Aby dobre držali, vložte ich do skúmavky s roztokom kyseliny sírovej.

Spaľovanie kovov.

Spaľovanie kovov v kyslíku, chlóre je všeobecne známe. Menej známe je spaľovanie kovov v sírových parách. Veľká skúmavka naplnená sírou z jednej tretiny je upevnená vertikálne na statíve a zahrievaná na vriacu síru. Potom sa zväzok tenkého medeného drôtu spustí do skúmavky (môže sa predhriať) a pozoruje sa prudká reakcia.

Horiaci sodík.

Na azbestovú sieťku sa položí hárok filtračného papiera, hojne navlhčený vodou. Potom sa na papier umiestni kúsok sodíka. Sodík reaguje s vodou, vplyvom uvoľnenej energie sa topí, samovoľne sa vznieti a horí jasnožltým plameňom. Uvoľnený vodík a filtračný papier sú súčasťou spaľovacej reakcie.

Poniklovanie kovových predmetov.

Kovové výrobky a predmety sa očistia od nečistôt, odmastia roztokom sódy, umyjú sa vo vode, ponoria sa na niekoľko sekúnd do 50% roztoku kyseliny dusičnej a opäť sa umyjú destilovanou vodou. Pripravený produkt sa udržuje 30-50 minút v horúcom roztoku obsahujúcom 280 g heptahydrátu síranu nikelnatého a 100 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej na 1 liter vody. Po získaní niklového povlaku (ukáže sa, že je hustý a lesklý) sa produkt umyje vodou a vyleští handrou.)

Striebrenie medených predmetov.

Medené predmety a výrobky sa dôkladne očistia od nečistôt, umyjú sa roztokom sódy a ponoria sa na niekoľko dní do spotrebovaného ustaľovacieho roztoku. Po prijatí strieborného povlaku sa výrobok umyje vodou a vyleští handričkou.