Почему такие элементы, как натрий и цезий, взрываются в воде?

633
75

спросил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
1
Лучший ответ
670

Это очень интересный вопрос. Я постараюсь объяснить это подробно.

Я сделал докторскую диссертацию в лаборатории профессора М. Ван Бейлена. Он был учеником Майкла Шварца - пионера живой анионной полимеризации.
Когда вы изучаете живую анионную полимеризацию, ваши растворители должны быть очень сухими, поэтому группа профессора Ван Бейлена использовала много металлов натрия и калия. Одновременно с этим у них также было много отходов натрия и калия. Мы собрали эти металлические отходы в стеклянные бутылки объемом 2,5 л, покрытые парафиновым маслом.

Традиционный способ утилизации отходов щелочных металлов в лабораторных условиях заключается в суспендировании их в н-гексане с последующим добавлением по каплям изопропанола. Это хорошо работает, если у вас есть несколько граммов металла, но не если у вас более 2 кг. (Если у вас нет нескольких свободных дней.) Таким образом, наш - приятный, но немного небезопасный - способ утилизации натрия и калия был немного другим. Мы скользили по бутылкам по 2,5 л в речку рядом с лабораторией. Из-за турбулентности воды бутылка в конечном итоге перевернется и наполнится водой. Это может привести к взрыву или, по крайней мере, к хорошему пожару в середине реки, оставляя только некоторые щелочные остатки.
Я должен признать, что это больше не будет приемлемым, но, по нашему немного ювенильному мнению, это был самый быстрый способ избавиться от него разумным и безопасным способом. Хотя мне сказали, что однажды бутылка дрейфовала рядом с рекой и начала небольшой пожар в кустах. Очевидно, это событие вызвало дополнительное веселье. Тот факт, что мы иногда утилизируем отходы после лабораторной вечеринки посреди ночи, дополняет уравнение чистой ностальгии.

Пока что введение в тот факт, что пожары щелочных металлов увлекательны и одна из причин этого поста.

Почему щелочные металлы взрываются при контакте с водой?

Это кажется простым вопросом. Я думаю, что большинство химиков просто заявили бы: «Это очевидно: реакция щелочных металлов с водой очень экзотермична, и вы генерируете водород. Из-за высокой температуры водород воспламеняется, что вызывает взрыв ».

Но если мы посмотрим на детали, это не так просто.
Давайте проверим, что произойдет, если мы уроним кусок металла размером с горошину в воду.

Литий просто шипит на поверхности воды (плотность приведена в таблице 1). Это не взрывается. Натрий также плавает на поверхности воды, в большинстве случаев он воспламеняется желто-оранжевым пламенем, но не взрывается. Калий не плотнее воды, он реагирует очень бурно и воспламеняется фиолетовым пламенем, он часто взрывается при контакте с водой. Рубидий тонет, очень бурно реагирует и взорвется. Цезий взорвется при ударе с водой.

ТАБЛИЦА 1: Физические свойства сплава щелочных металлов + NaK (данные из щелочного металла - Википедия)
ML i N a KR b C s N a K Точка плавления / ° C 180,5 97,7 63,4 39,3 28,4 - 12,6 Точка кипения / ° C 1342 883 759 688 671 785 плотность / г мл - 1 0,534 0,968 0,856 1,532 1,873 0,866 M Температура плавления / ° C Температура кипения / ° C плотность / г мл - 1 л i 180,5 1342 0,534 N a 97,7 883 0,968 K 63,4 759 0,856 R b 39,3 688 1,532 C s 28,4 671 1,873 N a K - 12,6 785 0,866 \ small {\ begin { массив} {ccccc} \ hline M & \ text {точка плавления / ° C} & \ text {точка кипения / ° C} & \ text {плотность / г мл} ^ {- 1} \\\ hline Li & 180.5 & 1342 и 0,534 \ Na & 97,7 & 883 & 0,968 \\ K & 63,4 & 759 & 0,856 \\ Rb & 39,3 & 688 & 1,532 \\ Cs & 28,4 & 671 & 1,873 \\ NaK & -12,6 & 785 & 0,866 \ \ \ hline \ end {array}}

Просто чтобы дать вам представление о сложности, я начну с реакции щелочных металлов с чистым кислородом.

Литий дает оксид лития:

4 L i (s) + O 2 (g) → 2 L i 2 O (s) (1) (1) 4 L i (s) + O 2 (g) → 2 L i 2 O (s) 4Li ( s) + O_2 (g) \ to 2 Li_2O (s) \ tag {1}

Натрий будет довольно похож:

4 N a (s) + O 2 (g) → 2 N a 2 O (s) (2) (2) 4 N a (s) + O 2 (g) → 2 N a 2 O (s) 4Na ( s) + O_2 (g) \ to 2 Na_2O (s) \ tag {2}
но он еще реагирует на пероксид O 2 - 2 O 2 2 - O_2 ^ {2-}:

2 N a 2 O (s) + O 2 (g) → 2 N a 2 O 2 (s) (3) (3) 2 N a 2 O (s) + O 2 (g) → 2 N a 2 O 2 (s) 2Na_2O (s) + O_2 (g) \ to 2Na_2O_2 (s) \ tag {3}
перекись будет основным продуктом.

Исходя из калия, он будет реагировать в молярном соотношении 1: 1 с образованием супероксидов: солей с ионом диоксида; O - 2 O 2 - O_2 ^ - (заряженный ионный компонент с одним неспаренным электроном и суммарным отрицательным зарядом -1)

K (s) + O 2 (g) R b (s) + O 2 (g) C s (s) + O 2 (g) → KO 2 (s) → R b O 2 (s) → C s O 2 (s) (4) (4) K (s) + O 2 (g) → KO 2 (s) R b (s) + O 2 (g) → R b O 2 (s) C s (s) + O 2 (g) → C s O 2 (s) \ begin {align *} K (s) + O_2 (g) & \ to KO_2 (s) \\ Rb (s) + O_2 (g) & \ to RbO_2 (s) \\ Cs (s) + O_2 (g) & \ to CsO_2 (s) \ end {align *} \ tag {4}

Супероксиды довольно экзотичны, но у них есть применение, например, в генераторах O₂.

Большой супероксидный анион O - 2 O 2 - O_2 ^ - может быть стабилизирован только более крупными катионами с меньшей плотностью заряда ионов. Литиевый катион слишком мал и имеет слишком высокую плотность заряда.

На самом деле реакция с кислородом является одной из причин, по которой вы должны хранить металл в инертном растворителе, который не растворяет кислород.

Но мы отдаляемся от вопроса. Нас интересовала реакция с водой: все щелочные металлы реагируют одинаково. Они образуют гидроксид металла и газообразный водород (и тепло).

2 M (s) + 2 H 2 O (aq) → 2 MOH (aq) + H 2 (g) (5) (5) 2 M (s) + 2 H 2 O (aq) → 2 MOH (aq) + H 2 (g) 2M (s) + 2 H_2O (aq) \ to 2 MOH (aq) + H_2 (g) \ tag {5}

Традиционное предположение состоит в том, что тепло будет зажигать газообразный водород, вызывая взрыв или, более правильно, взрыв (реакция водорода и кислорода с образованием воды).

O 2 (г) + 2 H 2 (г) → 2 H 2 O (6) (6) O 2 (г) + 2 H 2 (г) → 2 H 2 O \ begin {уравнение} O_2 (г) + 2H_2 (g) \ to 2H_2O \ tag {6} \ label {oxy} \ end {уравнение}

Но выделение тепла не является правильным аргументом: если мы посмотрим на термодинамику реакции (см. Таблицу 2), все щелочные металлы фактически выделяют почти одинаковое количество тепла на моль. Если мы пересчитаем на грамм, мы заметим, что литий генерирует гораздо больше тепла на грамм. Следовательно, аргумент, что генерация тепла является причиной взрыва, не может быть верным.

Таблица 2 Тепловыделение, основанное на реакции (на основе данных из ссылки 1)
(7) M (s) + H 2 O (aq, ∞) → MOH (aq) + 1 2 H 2 (g) (7) M (s) + H 2 O (aq, ∞) → MOH (aq) + 1 2 H 2 (g) \ textbf {(7)} \ quad \ M (s) + H_2O (aq, \ infty) \ to MOH (aq) + \ frac {1} {2} H2 (g)

ML i N a KR b C s Δ H / кДж моль - 1 - 508,5 - 470,1 - 482,4 - 481,2 - 488,3 Δ H / кДж г - 1 - 73,3 - 20,4 - 12,3 - 5,6 - 3,7 М Δ H / кДж моль - 1 Δ H / кДж g - 1 L i - 508,5 - 73,3 N a - 470,1 - 20,4 K - 482,4 - 12,3 R b - 481,2 - 5,6 C s - 488,3 - 3,7 \ small {\ begin {array} {ccc} \ hline M & \ Delta H \ text {/ kJ моль} ^ {- 1} & \ Delta H \ text {/ kJ g} ^ {- 1} \\\ hline Li & -508.5 & -73.3 \\ Na & -470.1 & -20.4 \\ K & -482.4 & -12.3 \\ Rb & -481.2 & -5.6 \\ Cs & -488.3 & -3.7 \\ \ hline \ end {array}}

Причина, по которой все щелочные металлы так близки друг к другу, может потребовать дополнительного объяснения. Чтобы получить качественные данные, мы можем взглянуть на цикл Гесса образования катионов.

СХЕМА 1: Цикл Гесса образования катионов:

Вы можете представить себе 3 шага:

Энергия атомизации - это энергия, необходимая для испарения газообразных атомов металла. Как видно из таблицы, Ли требует наибольшего количества энергии. Металлическая связь в Li является самой короткой (и самой сильной). Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для образования иона. Поскольку валентный электрон находится дальше от ядра в Cs, ему потребуется меньше энергии, чтобы избавиться от него. Энтальпия гидратации энергия, которая образуется для гидратации иона. В случае Cs ионы больше по размеру, взаимодействие с неподеленной парой молекул воды меньше.

ТАБЛИЦА 3: Оценка энтальпии образования щелочных металлов водой. Все данные в кДж / моль. (данные из [1], за исключением энтальпии гидратации из [2])
ML i N a KR b C s Энергия атомизации 159,4 107,4 89,2 80,9 76,1 1-я энергия ионизации 526,4 502,0 425,0 409,2 381,9 Энтальпия гидратации - 519 - 409 - 322 - 293 - 264 М Энергия атома 1-я энергия ионизации Энтальпия гидратации L i 159,4 526,4 - 519 Н a 107,4 502,0 - 409 K 89,2 425,0 - 322 R b 80,9 409,2 - 293 C s 76,1 381,9 - 264 \ small {\ begin {array} {ccccc} \ hline M & \ text {Энергия атомизации} & \ text {1st Ionisation Energy } & \ text {Энтальпия гидратации} & \\\ hline Li & 159.4 & 526.4 & -519 \\ Na & 107.4 & 502.0 & -409 \\ K & 89.2 & 425.0 & -322 \\ Rb & 80.9 & 409.2 & - 293 & \\ Cs & 76.1 & 381.9 & -264 \\ \ hline \ end {array}}

Во всех 3 пунктах наблюдается четкая тенденция от Li до Cs. Проблема заключается в том, что скорость изменения отдельных позиций различна, поэтому - при объединении - тенденция исчезла.

Для умных людей, которые делают математику за последним столом. Это действительно не соответствует данным таблицы 2. Но имейте в виду, что данные были предоставлены, чтобы дать вам представление о тенденциях. (Данные энтальпии в Таблице 2 были получены из одного источника, если вы проверите другие, вы можете найти другие значения.) Я также исключил вклад воды (визуализированный знаком бесконечности) и включил только значение энтальпии OH- образование. Но - если хотите - вы можете добавить его, что я и сделал в таблице 4). Вы также можете рассчитать Δ G Δ G \ Delta G с использованием стандартного потенциала электрода или E ∘ E ° E ^ °:

2 M (s) H 2 O (l) + 2 e - 2 M (s) + 2 H 2 O (l) M 2 M (aq) + 2 e - OH 2 OH - (aq) + H 2 (g ) M 2 M + (aq) + 2 OH - + H 2 (g) E ∘ ME ∘ H 2 O = 0,83 E ∘ cell = E ∘ H - E ∘ M 2 M (s) ⇌ 2 M (aq) + 2 e - EM ° H 2 O (1) + 2 e - 2 OH - (aq) + H 2 (g) EH 2 O ° = 0,83 2 M (s) + 2 H 2 O (l) 2 M + (aq) + 2 OH - + H 2 (g) E ячейка ° = EH ° - EM ° \ small {\ begin {align *} 2M (s) & \ rightleftharpoons 2M (aq) + 2e ^ - \ quad & E_ {M} ^ ° \\ H_2O (l) + 2 e ^ - & \ rightleftharpoons 2 OH ^ - (aq) + H_2 (g) \ quad & E_ {H_2O} ^ ° = 0,83 \\ \ hline 2M (с) ) + 2H_2O (l) & \ rightleftharpoons 2M ^ + (aq) + 2 OH ^ - + H_2 (g) & E_ {cell} ^ ° = E_H ^ ° -E_M ^ ° \ end {align *}}

Δ G ∘ c e l l = - n F E ∘ c e l l Δ G c e l l ° = - n F E c e l l ° \ Delta G_ {ячейка} ^ ° = −n \, F \, E_ {ячейка} ^ °

ТАБЛИЦА 4: Оценка свободной энергии Гиббса и энтальпии реакции
M (s) + H 2 O (aq) → MOH (aq) + 1 2 H 2 (g) (8) (8) M (s) + H 2 O (aq) → MOH (aq) + 1 2 H 2 (g) M (s) + H_2O (aq) \ to MOH (aq) + \ frac {1} {2} H_2 (g) \ tag {8}

ML i N a KR b C s E ∘ M / V - 2,84 - 2,71 - 2,931 - 2,98 - 3,026 Δ Г / кДж моль - 1 - 194 - 181 - 203 - 207 - 212 Δ H / кДж моль - 1 - 222,7 - 184,3 - 196,5 - 195,3 - 202,4 MEM ° / V Δ G / кДж моль - 1 Δ H / кДж моль - 1 L i - 2,84 - 194 - 222,7 N a - 2,71 - 181 - 184,3 K - 2,931 - 203 - 196,5 R b - 2,98 - 207 - 195,3 C с - 3,026 - 212 - 202,4 \ small {\ begin {array} {cccc} \ hline M & E_M ^ ° / V & \ Delta G \ text {/ kJ mol} ^ {- 1} & \ Delta H \ text {/ кДж моль} ^ {- 1} \\\ hline Li & -2,84 & -194 & -222,7 \\ Na & -2,71 & -181 & -184,3 \\ K & -2,931 & - 203 & -196.5 \\ Rb & -2.98 & -207 & -195.3 \\ Cs & -3.026 & -212 & -202.4 \\ \ hline \ end {array}}

Термодинамические данные мало что говорят о скорости реакции. Ссылаясь на данные таблицы 3, вы можете сделать справедливую оценку энергии активации реакции, сделав сумму первых двух элементов (до образования ионизированного катиона, но до гидратации). Оказывается, что энергия активации намного выше для лития. Это причина, почему литий реагирует медленнее по сравнению с другими щелочными металлами. Но остается загадкой, почему он в конечном итоге не взрывается.

Это может относиться к растворимости образующихся гидроксидов; Гидроксид лития менее растворим по сравнению с другими металлами. (Примерно в 10 раз, см. Таблицу 5). Таким образом, LiOH может образовывать пленку на поверхности металла, что может объяснить ингибирование или, по крайней мере, замедление реакции. Другим фактором является то, что литий имеет довольно высокую температуру плавления (см. Таблицу 1), фактически выше температуры кипения воды. Другие металлы будут плавиться в ходе реакции. Но литий остается твердым: окружающая вода действует как буфер и поглощает тепло в виде пара. Другие металлы будут плавиться и могут давать маленькие капли, которые дают намного более высокую поверхность контакта.

ТАБЛИЦА 5: Максимальная растворимость щелочных гидроксидов в г / л вблизи комнатной температуры (данные из Википедии)

MOHL и OHN a OHKOHR b OHC s OHS растворимость / г L - 1 128 1110 1210 1000 3000 темп. / ° C 20 20 25 15 30 MOHS растворимость / г L - 1 темп. / ° CL i OH 128 20 N a OH 1110 20 KOH 1210 25 R b OH 1000 15 C s OH 3000 30 \ small {\ begin {array} {ccc} \ hline MOH & Растворимость / г L ^ {- 1} & температура / ° C \\ \ hline LiOH & 128 & 20 \\ NaOH & 1110 & 20 \\ KOH & 1210 & 25 \\ RbOH & 1000 & 15 \\ CsOH & 3000 & 30 \\ \ hline \ end {array}}

Но даже принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, есть некоторые другие проблемы с теорией, что водород вызывает взрыв. Если мы повторим наши эксперименты снова в инертном газе, таком как аргон, то окажется, что, начиная с калия, он иногда будет взрываться. Без кислородной реакции 6 6 \ textbf {\ ref {oxy}} невозможна.

Одним из вариантов будет взрыв в Steam, но это маловероятно. Из-за неоднородного характера реакции вода и металл должны вступать в контакт. Вы образуете газообразный водород и выделяете тепло на поверхности металла, но как только начинается реакция, газообразный водород и генерируемый пар должны действовать как барьер для предотвращения дальнейшей реакции. (Эффект Лейденфроста)

В 2014 году Мейсон и коллеги [3] использовали высокоскоростную камеру (разрешение ~ 100 мкс) для съемки взрыва. Они фактически использовали натрий-калиевый сплав, который представляет собой жидкость при комнатной температуре (см. Таблицу 1). Причина, по которой они это сделали, была двоякой: они могли воспроизводимо контролировать размер капли с помощью шприца, но главная причина заключалась в том, чтобы иметь чистую металлическую поверхность. Так свободно от оксидов и других примесей.

Используя высокоскоростную камеру, они могли бы сделать эти замечательные фотографии:

Рисунок 1. Капля NaK, ударяющаяся о поверхность воды сверху и снизу (для сравнения - вода) из [3].

Как видно из рисунка, реакция практически мгновенная. Приблизительно от 0,3 до 0,4 мс вы видите некоторые шипы, выходящие из металла. Эти шипы были важны для понимания механизма.

Шипы - это причина, по которой щелочные металлы взрываются в воде: более внимательный взгляд на фотографии показал, что они являются дендритными. (меньшие выбросы появляются как вторичные выбросы и т. д.) В течение нескольких мс это вызывает очень большую площадь поверхности, которая может реагировать с молекулами воды, создавая огромное количество тепла и водорода, то есть взрыв.

Они провели несколько дополнительных экспериментов с расплавленным алюминием (который не вызывал всплесков), а также сбросили каплю NaK в жидкий аммиак. ( Фигура 2 )

Рисунок 2: Капля NaK, ударяющая поверхность жидкого аммиака. Из ссылки [3]

Таким образом, в жидком аммиаке шипы были четко видны, но последующего взрыва не произошло. Аммиак способен сольватировать щелочные металлы (образуя синий раствор), но реакция на водород слишком медленная. (Натрий в аммиаке стабилен в течение нескольких дней, хотя в конечном итоге он образует амид натрия)

M (s) + NH 3 (l) → 1 2 H 2 (г) + M + + NH - 2 (9) (9) M (s) + NH 3 (l) → 1 2 H 2 (г) + M + + NH 2 - M (s) + NH_3 (l) \ to \ frac {1} {2} \ H_2 (g) + M ^ + + NH_2 ^ - \ tag {9}

Но, очевидно, остается один вопрос: что вызывает шипы. Авторы предполагают, что при контакте с водой металл образует сольватированные катионы (видимые в виде синей области на изображении выше) почти мгновенно, что приводит к быстрому образованию положительных зарядов на поверхности металла. Эти одинаковые заряды отталкивают друг друга из-за электростатического отталкивания. Это вызывает то, что называется взрывом кулона. Они сделали некоторые первоначальные расчеты, чтобы подтвердить свою теорию. Кроме того, они могли бы полностью остановить механизм взрыва, добавив в воду небольшое количество поверхностно-активных веществ, таких как гексанол.

В последующей статье [4] они опубликовали прекрасную видеозапись этого последнего эксперимента: ссылка на фильм (mp4)

Я призываю вас сначала посмотреть его, прежде чем читать дальше. (Это 20 секунд)

Авторы описывают, что происходит:

После осторожного помещения капли сплава натрия / калия в воду в инертной атмосфере производство сольватированных электронов становится настолько массивным, что их характерный синий цвет можно наблюдать невооруженным глазом. Экзоэргическая реакция, приводящая к образованию водорода и гидроксида, в конечном итоге нагревает каплю щелочного металла так, что она становится светящейся красной (на этой стадии около 600 ° C) и часть металла испаряется. После химия по сути закончилась. Когда дым рассеивается, капля остывает и внезапно становится полностью прозрачной. Он состоит из расплавленного гидроксида, который временно стабилизируется на воде благодаря эффекту Лейденфроста, эффектно разрываясь после достаточного охлаждения.

Теперь посмотри еще раз :-)

Эта фигура появилась на обложке Angewande Chemie

РИСУНОК 3: Небольшая капля воды на капле щелочного металла. С синей, богатой электронами областью и белым гидроксидом в качестве конечного продукта реакции из [5]

Итак, сделаем вывод: взрыв щелочных металлов в воде гораздо сложнее, чем кажется.

Изменить: благодаря комментарию Адри Wiekens я понял, что Мейсон является YouTuber под названием Tunderf00t. Так что я посмотрел некоторые из его видео. Он объясняет путешествие в этом довольно длинном (30 мин), но очень интересном закулисном видео: (Он заканчивается вопросом, который он объясняет в своей последующей статье, как описано выше.)

[1] В таблицах NBS химических термодинамических свойств выбраны значения для неорганического и C1 C2 органического вещества в единицах СИ, Wagman DD, Evans WH, Паркер В.Б., Шумм Р.Х., Halow I, Bailey SM и др., J Phys Chem Ref Data 1982; 11 (2): 3–392.

[2] Энтальпии ионной гидратации, Дерек В. Смит, Дж. Хим. Образа. , 1977, 54 (9), 540

[3] Кулоновский взрыв на ранних стадиях реакции щелочных металлов с водой П. Э. Мейсон, Ф. Улиг, В. Ванек, Т. Баттерсак, С. Баурекер, П. Юнгвирт, Nature Chemistry 2015, 7, 250

[4] Неразрывная капля щелочного металла на воде: от синих сольватированных электронов до взрывного расплавленного гидроксида П. Э. Мейсон, Т. Баттерсак, С. Баурекер, П. Юнгвирт, Анжью. Химреагент Int. Издание 2016, 55, 13019.

[5] Внутренняя обложка: неразрывная капля щелочного металла на воду: от синих сольватированных электронов до взрывного расплавленного гидроксида П. Э. Мейсон, Т. Баттерсак, С. Баурекер, П. Юнгвирт, Энджью. Химреагент Int. Издание 2016, 55, 12916.

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
107

Другие ответы делают это правильно, но я думаю, что они действительно объясняют, почему реакция генерирует тепло и газ, а не почему она взрывоопасна. В их защиту следует сказать, что объяснение было обнаружено только недавно. Мой ответ основан на листе бумаги:
«Кулоновский взрыв на ранних стадиях реакции щелочных металлов с водой», Mason et al., Nature Chemistry 7, 250–254 (2015) doi: 10.1038 / nchem.2161

Тот факт, что реакция выделяет много тепла, недостаточен для того, чтобы начать взрыв: многие окисления металлов сильно экзотермичны, но они быстро останавливаются из-за образования «пассивного» слоя оксида металла, который предотвращает дальнейшую реакцию. Ключом, который приводит к взрыву в случае щелочных металлов, является кулоновский взрыв: как только тепло от ранней реакции расплавляет металл, дисбаланс заряда на границе раздела металл / вода приводит к образованию микроскопических металлических пиков, которые чрезвычайно увеличиваются поверхность доступна для реакции.

Небольшие следы поверхностно-активных примесей могут уменьшить этот процесс, что объясняет, почему натрий и калий не всегда взрываются, а тяжелые элементы - взрываются!

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
57

Элементы на самом деле не взрываются, это газообразный водород, который может привести к взрыву.

Эти металлы легко реагируют с водой до их гидроксида и газообразного водорода. В результате реакции выделяется много тепла. Когда вы проводите реакцию в относительно больших количествах, газообразный водород образует взрывоопасную смесь с воздухом и воспламеняется горячим металлом. Если вы хотите попробовать это немного безопаснее, вы можете сложить небольшой кусочек натрия в кусочек фильтровальной бумаги и вылить пакет в воду. Бумага будет удерживать немного газообразного водорода вместе, образуя взрывчатую смесь в меньшем эксперименте.

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
58

Цезий почти всегда взрывается, только если в воде есть большой кусок.
Это водородный газ, смешанный с кислородом воздуха, который взрывается. Цезий имеет более крупные атомы, и электроны удерживаются менее плотно, поскольку он реагирует быстрее и горячее и всегда обеспечивает источник воспламенения для водородно-воздушной смеси.

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
41

Температура кипения натрия и цезия высока, поэтому они больше взрываются в воде, чем легко реагируют с водой

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
41

Цезий делает. Натрия нет.
Это потому, что цезий очень громоздкий атом, поэтому его электроотрицательность очень велика. Он не мог крепко удерживать внешние электроны, как натрий. Таким образом, он очень быстро реагирует с водой с образованием гидроксида цезия и газообразного водорода. И выпускает большое количество энергии. Благодаря быстрому выделению водорода и тепловой энергии этот водород взрывно реагирует с кислородом воздуха.

ответил(а) 2019-12-24T17:32:03+03:00 1 год, 5 месяцев назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема