Innehåll

• vägbeskrivning
• tips
• Vad du behöver

När magnesium brinner i luften, kombineras det med syre för att bilda en jonförening kallad magnesiumoxid eller MgO. Det kan kombinera med kväve för att bilda magnesiumnitrit, Mg3N2, och kan också reagera med koldioxid. Reaktionen är stark och den resulterande flamman är en vit färg. Det brukade använda förbränningen av magnesium för att generera ljuset som används i blinkar av fotokameror, men idag har glödlamporna tagit över denna plats. Ändå är detta en vanlig demonstration i klassrum.

vägbeskrivning

Förr i tiden har förbränningen av magnesium genererat ljus för kamerans blixtar (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. Påminn din publik att luften är en blandning av gaser, som består i huvudsak av kväve och syre; även om det också innehåller koldioxid och andra gaser.

2. Förklara att atomer tenderar att vara stabilare när ytterskiktet är komplett, det vill säga när det har så många elektroner som möjligt. Magnesium har bara två; därför tenderar det att "låna" dem till kemiska reaktioner. Den positiva jonen som bildas i denna process, Mg + 2, har det fullständiga yttre skiktet. Syran tenderar redan att få två elektroner för att slutföra dess yttre skikt.

   
   

3. Förklara att när syre har fått dessa två elektroner från magnesium, kommer det att ha mer elektroner än protoner och det ger en negativ laddning. Magnesiumatomen, som har förlorat två elektroner, har nu fler protoner; sålunda med en positiv laddning. Dessa motsatt laddade joner lockar, som bildar en gitterliknande struktur.

4. Förklara att produkten, magnesiumoxid, med kombinationen av magnesium och syre har mindre energi än reaktanterna. Den förlorade energin är utsläppt som värme och ljus, vilket förklarar den ljusa vita flammen du kommer att se. Mängden värme är sådan att magnesium också kan reagera med kväve och koldioxid, som ofta är ganska icke-reaktiva.

5. Förklara för allmänheten att det är möjligt att upptäcka den mängd energi som frigörs i processen genom att dela den i flera steg. Värme och energi mäts i en enhet kallad en joule, med en kilojoule som motsvarar tusen joules. Magnesium som förångas för gasfasen använder 148 kJ / mol, där mol är 6,022 x 10 attomosatomosatomer eller partiklar. Eftersom reaktionen involverar två atomer av magnesium för varje molekyl av syre O2, multiplicera det antalet med 2 för att nå 296 kJ kostnader. Magnesiumjonisering använder 4374 kJ mer, medan brytningen av O2 för enskilda atomer använder 448 kJ. För att tillsätta elektronerna till syre används 1404 kJ. Genom att lägga till alla dessa nummer observerades att utgiften var 6522 kJ. Allt detta återvinns emellertid av den energi som frigörs när magnesium- och syrejonerna kombineras i en gitterstruktur: 3850 kJ / mol eller 7700 kJ / 2 mol MgO producerad genom reaktionen. Resultatet är att bildningen av magnesiumoxid frisätter 1206 kJ / 2 mol bildad produkt, eller 603 kJ / mol.

   
   

   Denna beräkning säger inte vad som verkligen händer, den reala mekanismen i reaktionen innebär kollisioner mellan atomer. Det hjälper dock att förstå var den energi som frigörs av denna process kommer ifrån. Överföringen av elektroner från magnesium till syre, följt av bildandet av jonbindningar mellan joner, frigör mycket energi. Naturligtvis innebär reaktionen några steg som behöver energi, vilket motiverar behovet av viss uppvärmning eller gnista av tändare för att påbörja processen. När detta är klart är den släppta värmen så stor att reaktionen fortsätter utan ytterligare ingrepp.

tips

• Om du planerar att göra en demonstration, kom ihåg att förbränningen av magnesium är potentiellt farlig. Reaktionen avger mycket värme; därför kommer koldioxiden eller en släckare med vatten i denna flamma faktiskt att förvärra situationen.

Vad du behöver

• skiffer
• krita