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Comment expliquer ce qui se passe quand nous brûlons du magnésium métal

Lorsque magnésium élémentaire brûle dans l'air, il se combine avec l'oxygène pour former un composé appelé oxyde de magnésium MgO ou ionique. Le magnésium peut également se combiner avec l'azote pour former du nitrure de magnésium, Mg3N2, et peut réagir avec le dioxyde de carbone aussi bien. La réaction est intense et la flamme résultant est un blanc brillant en couleur. À un moment donné, la combustion du magnésium a été utilisé pour produire de la lumière en photographie flashs, bien qu'aujourd'hui électrique flashs ont pris sa place. Il reste une démonstration de la classe populaire, néanmoins.

Choses que vous devez

  • Tableau noir
  • Chalk

Instructions

  1. Rappelez à votre auditoire que l'air est un mélange d'azote et d'oxygène gases- sont les principaux constituants, bien que le dioxyde de carbone et d'autres gaz sont présents aussi bien.




  2. Expliquez que les atomes ont tendance à être plus stable lorsque leur enveloppe extérieure est pleine, soit contient le nombre maximal d'électrons. Le magnésium a que deux électrons dans son enveloppe la plus extérieure, de sorte qu'il a tendance à donner à ces loin- l'ion chargé positivement formée par ce procédé, l'ion Mg + 2, a une enveloppe extérieure pleine. L'oxygène, par contre, tend à gagner deux électrons, qui remplit sa couche externe.

  3. Signaler qu'une fois que l'oxygène a gagné deux électrons du magnésium, il a plus d'électrons que de protons, de sorte qu'il a une charge nette négative. L'atome de magnésium, en revanche, a perdu deux électrons, de sorte qu'il a maintenant plus de protons que d'électrons et donc une charge nette positive. Ces ions chargés positivement et négativement sont attirées les unes aux autres, de sorte qu'ils se rejoignent pour former une structure de type treillis.

  4. Expliquer que lorsque magnésium et de l'oxygène sont combinés, le produit, l'oxyde de magnésium, a une énergie inférieure à celle des réactifs. L'énergie perdue est émise sous forme de chaleur et de la lumière, ce qui explique la flamme blanche brillante que vous voyez. La quantité de chaleur est si grande que le magnésium peut réagir avec de l'azote et de dioxyde de carbone aussi bien, qui sont à la fois très réactif habituellement.



  5. Apprenez à votre auditoire que vous pouvez imaginer combien d'énergie est libérée par ce processus en le divisant en plusieurs étapes. La chaleur et l'énergie sont mesurés en unités appelées joules, où un kilojoule est mille joules. La vaporisation de magnésium pour la phase de gaz prend environ 148 kJ / mol, où un grain de beauté est 6.022 x 10 ^ 23 atomes ou particules- puisque la réaction implique deux atomes de magnésium pour chaque molécule d'oxygène O2, multiplier ce chiffre par 2 pour obtenir 296 kJ dépensées . Ioniser le magnésium prend un supplément de 4374 kJ, tout en brisant l'O2 jusqu'à en atomes individuels prend 448 kJ. Ajout d'électrons à l'oxygène prend 1404 kJ. En additionnant tous ces chiffres vous donne 6522 kJ dépensé. Tout cela est récupéré, cependant, par l'énergie libérée lorsque les ions de magnésium et d'oxygène se combinent pour former la structure en treillis: 3850 kJ par mole ou 7,700 kJ pour les deux moles de MgO produits par la réaction. Le résultat net est que la formation des rejets d'oxyde de magnésium 1.206 kJ pour deux moles de produit formées ou 603 kJ par mole.

    Ce calcul ne vous dit pas ce qui se passe réellement, bien sûr- le mécanisme réel de la réaction implique des collisions entre atomes. Mais il ne vous aider à comprendre où l'énergie libérée par ce processus vient. Le transfert des électrons à l'oxygène de magnésium, suivie par la formation de liaisons ioniques entre les deux ions, libère une grande quantité d'énergie. La réaction implique quelques étapes qui nécessitent de l'énergie, bien sûr, qui est la raison pour laquelle vous avez besoin de fournir de la chaleur ou une étincelle d'un briquet pour démarrer il. Une fois que vous avez fait, il libère autant de chaleur que la réaction se poursuit sans aucune autre intervention.

Conseils Avertissements

  • Si vous prévoyez une démonstration de classe, s'il vous plaît rappelez-vous que la combustion du magnésium est potentiellement dangerosité cela est une réaction à haute température, et en utilisant un dioxyde de carbone ou Extincteur à eau sur un feu de magnésium va véritablement faire bien pire.
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