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Quando il magnesio brucia nell'aria, si combina con l'ossigeno per formare un composto ionico chiamato ossido di magnesio o MgO. Può combinarsi con l'azoto per formare il nitrito di magnesio, Mg3N2, e può anche reagire con l'anidride carbonica. La reazione è forte e la fiamma risultante è di colore bianco. Usava la combustione del magnesio per generare la luce usata nei flash delle macchine fotografiche, ma oggi le lampadine hanno preso il posto. Tuttavia, questa è una dimostrazione comune nelle aule.
indicazioni
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Ricorda al pubblico che l'aria è una miscela di gas, costituita principalmente da azoto e ossigeno; sebbene contenga anche anidride carbonica e altri gas.
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Spiega che gli atomi tendono ad essere più stabili quando lo strato esterno è completo, cioè quando ha più elettroni possibili. Il magnesio ne ha solo due; quindi, tende a "prestarli" a reazioni chimiche. Lo ione positivo formato in questo processo, Mg + 2, ha lo strato esterno completo. Già l'ossigeno tende a guadagnare due elettroni per completare il suo strato esterno.
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Spiega che quando l'ossigeno ha guadagnato questi due elettroni dal magnesio, avrà più elettroni dei protoni e questo gli darà una carica negativa. L'atomo di magnesio, che ha perso due elettroni, ora ha più protoni; quindi avendo una carica positiva. Questi ioni con carica opposta si attraggono formando una struttura a reticolo.
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Spiega che con la combinazione di magnesio e ossigeno, il prodotto, l'ossido di magnesio, ha meno energia dei reagenti. L'energia persa viene emessa sotto forma di calore e luce, il che spiega la brillante fiamma bianca che vedrai. La quantità di calore è tale che il magnesio può anche reagire con l'azoto e il biossido di carbonio, che sono spesso piuttosto non reattivi.
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Spiega al pubblico che è possibile scoprire la quantità di energia rilasciata nel processo dividendola in diversi passaggi. Il calore e l'energia sono misurati in un'unità chiamata joule, con un kilojoule che equivale a mille joule. Il magnesio vaporizzato per la fase gassosa utilizza 148 kJ / mole, dove la mole è di 6.022 x 10 atomi o particelle atomici. Poiché la reazione coinvolge due atomi di magnesio per ogni molecola di ossigeno O2, moltiplicare tale numero per 2 per raggiungere i costi di 296 kJ. La ionizzazione del magnesio utilizza 4374 kJ in più, mentre la rottura dell'O 2 per i singoli atomi utilizza 448 kJ. Per aggiungere gli elettroni all'ossigeno, vengono usati 1404 kJ. Aggiungendo tutti questi numeri, abbiamo osservato che la spesa era 6522 kJ. Tuttavia, tutto ciò viene recuperato dall'energia rilasciata quando gli ioni di magnesio e ossigeno si combinano in una struttura reticolare: 3850 kJ / mole o 7700 kJ / 2 moli di MgO prodotto dalla reazione. Il risultato è che la formazione di ossido di magnesio rilascia 1206 kJ / 2 moli di prodotto formato o 603 kJ / mole.
Questo calcolo non dice cosa sta realmente accadendo, il vero meccanismo della reazione coinvolge le collisioni tra gli atomi. Tuttavia, aiuta a capire da dove viene l'energia rilasciata da questo processo. Il trasferimento di elettroni dal magnesio all'ossigeno, seguito dalla formazione di legami ionici tra gli ioni, rilascia molta energia. Naturalmente, la reazione prevede alcuni passaggi che necessitano di energia, il che giustifica la necessità di un po 'di riscaldamento o una scintilla di accendino per iniziare il processo. Una volta fatto, il calore rilasciato è così grande che la reazione continuerà senza ulteriori interventi.
suggerimenti
- Se hai intenzione di fare una dimostrazione, ricorda che la combustione del magnesio è potenzialmente pericolosa. La reazione emette molto calore; pertanto, l'uso di anidride carbonica o di un estintore con acqua in questa fiamma peggiorerà effettivamente la situazione.
Cosa ti serve
- ardesia
- gesso
