Interacción del sodio con el agua. Experimentos con metales

Necesitará sodio Na y potasio K, agua destilada, una solución alcohólica de un indicador de fenolftaleína, cristalizadores, pinzas o fórceps, un bisturí o un cuchillo afilado y papel de filtro.

Se vierte agua en cristalizadores y se añaden unas gotas de solución de fenolftaleína. Cortar pequeños trozos de metales alcalinos con un bisturí en una hoja de papel de filtro, del tamaño de un guisante, "rodajas". Los trozos de sodio y potasio se secan con papel de filtro y se sumergen en cristalizadores. Antes de tomar otra pieza de metal, limpie con cuidado los extremos de las pinzas con papel de filtro para que no entre agua en los vasos. Se observan bolas de metal fundido que "corren" sobre la superficie del agua, y el movimiento de la bola de potasio es más rápido que el de la de sodio. Pronto se enciende con una llama violeta. Detrás de cada una de las bolas "corriendo" hay un "rastro" carmesí debido al hecho de que como resultado de las reacciones:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
se forma un hidróxido alcalino (base fuerte) que tiñe el indicador de fenolftaleína con un color morado frambuesa.

Los productos y objetos metálicos se limpian de suciedad, se desengrasan con una solución de soda, se lavan con agua, se sumergen en una solución al 50% de ácido nítrico durante unos segundos y se lavan nuevamente con agua destilada. El producto preparado se mantiene durante 30-50 minutos en una solución caliente que contiene 280 g de sulfato de níquel heptahidratado y 100 ml de ácido clorhídrico concentrado por 1 litro de agua. Después de recibir una capa de níquel (resulta densa y brillante), el producto se lava con agua y se pule con un paño.

Cristales de cobre

Todo el mundo sabe cómo cultivar cristales de diversas sales. Pero no todo el mundo podrá cultivar cristales de cobre. Para esta experiencia inusual necesitará: CuSO4, sal de mesa, un trozo de lata y un vaso (puede usar uno común). Corta un círculo de un trozo de hojalata para que encaje libremente en el vaso. Vierta polvo de sulfato de cobre (sulfato de cobre) en un vaso en una capa de 5 mm y llene esta capa con sal. ¡ATENCIÓN! No mezcle las capas. Cubra las capas con un círculo de papel de filtro y cubra con un círculo de hojalata. Vierta la solución de sal en un vaso.

Los cristales de cobre bastante grandes crecerán en dos semanas. Para mantenerlos bien, colóquelos en un tubo de ensayo con solución de ácido sulfúrico.

Combustión de metales.

La combustión de metales en oxígeno, el cloro es ampliamente conocida. Menos familiar es la quema de metales en vapor de azufre. Se coloca verticalmente un tubo de ensayo grande, un tercio lleno de azufre, en una rejilla y se calienta hasta que el azufre hierva. Luego, se baja un haz de alambre de cobre delgado al tubo de ensayo (puede precalentarlo) y se observa una reacción violenta.

Combustión de sodio.

Sobre la malla de amianto se coloca una hoja de papel de filtro, abundantemente humedecida con agua. Luego ponga un trozo de sodio en el papel. El sodio reacciona con el agua, se derrite debido a la energía liberada, se autoinflama y arde con una llama amarilla brillante. El hidrógeno liberado y el papel de filtro también se incluyen en la reacción de combustión.

Niquelado de objetos metálicos.

Los productos y objetos metálicos se limpian de suciedad, se desengrasan con una solución de soda, se lavan con agua, se sumergen en una solución al 50% de ácido nítrico durante unos segundos y se lavan nuevamente con agua destilada. El producto preparado se mantiene durante 30-50 minutos en una solución caliente que contiene 280 g de sulfato de níquel heptahidratado y 100 ml de ácido clorhídrico concentrado por 1 litro de agua. Después de recibir una capa de níquel (resulta densa y brillante), el producto se lava con agua y se pule con un paño).

Baño de plata de objetos de cobre.

Los objetos y productos de cobre se limpian completamente de suciedad, se lavan con una solución de soda y se sumergen durante varios días en una solución de fijador gastada. Después de recibir la capa plateada, el producto se lava con agua y se pule con un paño.

El tema más interesante en las lecciones de química escolar fue el tema de las propiedades de los metales activos. No solo nos presentaron material teórico, sino que también demostramos experimentos interesantes. Probablemente todos recuerden cómo el maestro arrojó un pequeño trozo de metal al agua, y se precipitó sobre la superficie del líquido y se encendió. En este artículo, entenderemos cómo ocurre la reacción del sodio y el agua, por qué explota el metal.

El sodio metálico es una sustancia plateada que se asemeja al jabón o la parafina en densidad. El sodio se caracteriza por una buena conductividad térmica y eléctrica. Por eso se utiliza en la industria, en particular para la fabricación de baterías.

El sodio es muy reactivo. Las reacciones a menudo se producen con la liberación de mucho calor. A veces esto va acompañado de fuego o explosión. Trabajar con metales activos requiere una buena formación y experiencia en materia de información. El sodio solo se puede almacenar en recipientes bien cerrados bajo una capa de aceite, ya que el metal se oxida rápidamente en el aire.

La reacción más popular del sodio es reaccionar con el agua. Durante la reacción se forman sodio más agua, álcali e hidrógeno:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

El hidrógeno es oxidado por el oxígeno del aire y explota, lo que observamos durante el experimento escolar.

Estudios de reacción de científicos de la República Checa

La reacción del sodio con el agua es muy sencilla de entender: la interacción de sustancias conduce a la formación de gas H2, que a su vez es oxidado por el O2 del aire y se enciende. Todo parece sencillo. Pero el profesor Pavel Jungvirt de la Academia Checa de Ciencias no lo cree así.

El hecho es que durante la reacción, no solo se forma hidrógeno, sino también vapor de agua, ya que se libera una gran cantidad de energía, el agua se calienta y se evapora. Dado que el sodio tiene una densidad baja, el cojín de vapor debe empujarlo hacia arriba, aislándolo del agua. La reacción debería desvanecerse, pero no es así.

Jungwirth decidió estudiar este proceso en detalle y filmó el experimento con una cámara de alta velocidad. El proceso se filmó a una velocidad de 10 mil cuadros por segundo y se visualizó con una desaceleración de 400 veces. Los científicos han notado que el metal, al entrar en el líquido, comienza a liberar procesos en forma de espinas. Esto se explica de la siguiente manera:

• Una vez en el agua, los metales alcalinos comienzan a actuar como donantes de electrones y a donar partículas cargadas negativamente.
• Una pieza de metal adquiere una carga positiva.
• Los protones cargados positivamente comienzan a repelerse entre sí, formando ramificaciones metálicas.
• Los picos perforan la almohadilla de vapor, la superficie de contacto de los reactivos aumenta y la reacción se intensifica.

Como experimentar

Además del hidrógeno, se forma álcali durante la reacción del agua y el sodio. Para verificar esto, puede usar cualquier indicador: tornasol, fenolftaleína o naranja de metilo. Será más fácil trabajar con fenolftaleína, ya que es incolora en un ambiente neutro y la reacción será más fácil de observar.

Para realizar un experimento necesitas:

1. Vierta agua destilada en el cristalizador para que ocupe más de la mitad del volumen del recipiente.
2. Agregue unas gotas de indicador al líquido.
3. Corta un trozo de sodio, del tamaño de medio guisante. Para hacer esto, use un bisturí o un cuchillo delgado. Debe cortar el metal en un recipiente, sin culpar al sodio del aceite, para evitar la oxidación.
4. Retire un trozo de sodio del frasco con unas pinzas y seque con papel de filtro para eliminar el aceite.
5. Eche sodio al agua y observe el proceso desde una distancia segura.

Todos los instrumentos utilizados en el experimento deben estar limpios y secos.

Verás que el sodio no se sumerge en agua, sino que permanece en la superficie, debido a la densidad de las sustancias. El sodio comenzará a reaccionar con el agua, generando calor. Esto derretirá el metal y se convertirá en una gota. Esta gota comenzará a moverse activamente a través del agua, emitiendo un silbido característico. Si el terrón de sodio no era demasiado pequeño, se encenderá con una llama amarilla. Si la pieza fuera demasiado grande, podría producirse una explosión.

Además, el agua cambiará de color. Esto se debe a la liberación de álcali en el agua y al color del indicador disuelto en ella. La fenolftaleína se vuelve rosa, el azul tornasol y el naranja de metilo se vuelve amarillo.

Esto es peligroso

La interacción del sodio con el agua es muy peligrosa. Durante el experimento, puede sufrir lesiones graves. El hidróxido, el peróxido y el óxido de sodio que se forman durante la reacción pueden corroer la piel. Las salpicaduras de álcali pueden entrar en los ojos y causar quemaduras graves e incluso ceguera.

Las manipulaciones con metales activos deben realizarse en laboratorios químicos bajo la supervisión de un técnico de laboratorio con experiencia en el trabajo con metales alcalinos.

1. Utilice únicamente gafas protectoras.
2. Nunca se incline sobre el recipiente cuando el metal esté en el agua.
3. Aléjese del cristalizador unos metros inmediatamente después de que el metal sea arrojado al agua.
4. Esté siempre preparado, ya que una explosión puede ocurrir en cualquier momento.
5. No se acerque al catalizador hasta que esté seguro de que la reacción está completa.

Propiedades metálicas del sodio: video

Sodio- elemento del 3er período y grupo IA del sistema periódico, número de serie 11. La fórmula electrónica del átomo es 3s 1, estados de oxidación +1 y 0. Tiene una electronegatividad baja (0,93), exhibe solo metales (básicos) propiedades. Forma (como catión) numerosas sales y compuestos binarios. Casi todas las sales de sodio son fácilmente solubles en agua.

En naturaleza - quinto en términos de abundancia química, un elemento (segundo entre
metales), se encuentra solo en forma de compuestos. Un elemento vital para todos los organismos.

Sodio, catión sodio y sus compuestos colorea la llama de un quemador de gas de color amarillo brillante detección de calidad).

Sodio N / A. Metal blanco plateado, ligero, blando (cortado con cuchillo), bajo punto de fusión. Almacene el sodio en queroseno. Forma una aleación líquida con mercurio. amalgama(hasta 0,2% de Na).

Muy reactivo, en el aire húmedo el sodio se cubre lentamente con una película de hidróxido y pierde su brillo (se desvanece):

El sodio es químicamente activo, un fuerte agente reductor. Inflamable en el aire a calentamiento moderado (> 250 ° C), reacciona con no metales:

2Na + O2 = Na2O2 2Na + H2 = 2NaH

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

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

Muy tormentoso y con mucho exo-el efecto del sodio reacciona con el agua:

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

El calor de la reacción derrite los trozos de sodio en bolas, que comienzan a moverse aleatoriamente debido a la liberación de H2. La reacción se acompaña de clics bruscos debidos a explosiones de gas oxihidrógeno (H 2 + O 2). La solución se tiñe con fenolftaleína de color carmesí (medio alcalino).

En la serie de voltajes, el sodio está mucho más a la izquierda del hidrógeno; de los ácidos diluidos HCl y H 2 SO 4 desplaza al hidrógeno (debido a H 2 0 y H).

Recepción sodio en la industria:

(ver también la preparación de NaOH a continuación).

El sodio se utiliza para obtener Na 2 O 2, NaOH, NaH, así como en síntesis orgánica. El sodio fundido sirve como refrigerante en los reactores nucleares y el sodio gaseoso se utiliza como relleno para las lámparas exteriores de luz amarilla.

Óxido de sodio Na 2 O. Óxido básico. Blanco, tiene una estructura iónica (Na +) 2 O 2-. Es térmicamente estable, se descompone lentamente cuando se calcina, se funde bajo una presión excesiva de vapor de Na. Sensible a la humedad y al dióxido de carbono en el aire. Reacciona vigorosamente con agua (se forma una solución altamente alcalina), ácidos, óxidos ácidos y anfóteros, oxígeno (bajo presión). Se utiliza para la síntesis de sales de sodio. No se forma cuando el sodio se quema en el aire.

Ecuaciones de las reacciones más importantes:

Recepción: descomposición térmica de Na 2 O 2 (ver), así como fusión de Na y NaOH, Na y Na2O2:

2Na + 2NaOH = 2Na y O + H2 (600 ° C)

2Na + Na2O2 = 2Na a O (130-200 ° C)

Peróxido de sodio Na 2 O 2. Conexión binaria. Blanco, higroscópico. Tiene una estructura iónica (Na +) 2 O 2 2-. Cuando se calienta, se descompone, se funde bajo una presión excesiva de O 2. Absorbe el dióxido de carbono del aire. Se descompone completamente con agua, ácidos (liberación de O 2 durante la ebullición - reacción cualitativa a los peróxidos). Agente oxidante fuerte, agente reductor débil. Se utiliza para la regeneración de oxígeno en aparatos respiratorios autónomos (reacción con CO 2), como componente de blanqueadores de tejidos y papeles. Ecuaciones de las reacciones más importantes:

Recepción: combustión de Na en el aire.

Hidróxido de sodio NaOH. Hidróxido básico, álcali, nombre técnico sosa cáustica. Cristales blancos con estructura iónica (Na +) (OH -). Se esparce en el aire, absorbiendo humedad y dióxido de carbono (se forma NaHCO 3). Se funde y hierve sin descomponerse. Provoca quemaduras graves en la piel y los ojos.

Disolvamos bien en agua (con exo-efecto, +56 kJ). Reacciona con óxidos ácidos, neutraliza ácidos, induce función ácida en óxidos e hidróxidos anfóteros:

La solución de NaOH corroe el vidrio (se forma NaSiO3), corroe la superficie del aluminio (se forman Na y H2).

Recepción NaOH en la industria:

a) electrólisis de la solución de NaCl en un cátodo inerte

b) electrólisis de una solución de NaCl en un cátodo de mercurio (método de amalgama):

(el mercurio liberado se devuelve al electrolizador).

La sosa cáustica es la materia prima más importante para la industria química. Se utiliza para la obtención de sales de sodio, celulosa, jabones, tintes y fibras artificiales; como deshumidificador de gas; reactivo en la recuperación de materias primas secundarias y purificación de estaño y zinc; al procesar minerales de aluminio (bauxita).

El sodio es un metal altamente reactivo que reacciona con muchas sustancias. Las reacciones que involucran sodio pueden ser violentas y generar un calor significativo. En este caso, a menudo se produce una ignición e incluso una explosión. Para trabajar de forma segura con el sodio, debe tener un conocimiento claro de sus propiedades físicas y químicas.

El sodio es un metal ligero (densidad 0,97 g / cm3), blando y fusible (pf 97,86 ° C). En términos de dureza, se asemeja a la cera de parafina o al jabón. En el aire, el sodio se oxida muy rápidamente y se cubre con una película gris, que consiste en peróxido de Na2O2 y carbonato; por lo tanto, el sodio se almacena en frascos bien cerrados bajo una capa de queroseno anhidro o aceite.

Se corta un trozo de sodio del tamaño deseado sin quitar el metal del queroseno, utilizando un cuchillo o bisturí. El sodio se retira del frasco con unas pinzas. ¡Todas las herramientas deben estar secas! Posteriormente, el sodio se libera del queroseno residual utilizando papel de filtro. En algunos casos, el metal se limpia con un bisturí de la capa de peróxido, ya que el contacto del peróxido con una superficie fresca de sodio puede provocar una explosión. No se debe manipular sodio. Los recortes de sodio se funden a fuego lento bajo una capa de queroseno.

Los platos que contienen sodio nunca deben lavarse con agua; esto puede provocar una explosión con trágicas consecuencias. El sodio residual se elimina agregando alcohol, solo entonces se puede usar agua.

Deben usarse anteojos de seguridad cuando se trabaja con sodio. Nunca olvide con qué está lidiando: una explosión puede ocurrir en el momento más inesperado e inapropiado, y debe estar preparado para esto.

Reacción del sodio con agua.

Vierta 3/4 del agua en el cristalizador y agregue unas gotas de fenolftaleína. Eche un trozo de sodio del tamaño de medio guisante en el molde. El sodio permanecerá en la superficie porque es más liviano que el agua. La pieza comenzará a reaccionar activamente con el agua con la liberación de hidrógeno. El calor de reacción derretirá el metal y se convertirá en una gota plateada, que correrá activamente a lo largo de la superficie del agua. Se escucha un silbido. A veces, el hidrógeno que se libera se enciende con una llama amarilla. Este color se lo da el vapor de sodio. Si no ocurre ignición, el hidrógeno puede encenderse. Sin embargo, los trozos de sodio más pequeños que un grano de trigo se extinguen.

Como resultado de la reacción, se forma un álcali que actúa sobre la fenolftaleína, por lo que un trozo de sodio deja un rastro de frambuesa detrás. Al final del experimento, casi toda el agua del cristalizador se volverá carmesí.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Las paredes del molde deben estar libres de grasa y otros contaminantes. Si es necesario, se lavan con una solución alcalina; de lo contrario, el sodio se adhiere a las paredes y el cristalizador puede agrietarse.

El experimento debe realizarse con una máscara protectora o gafas protectoras. Durante la reacción, mantenga cierta distancia y nunca se incline sobre el molde. El contacto ocular con salpicaduras de sodio o álcali fundido puede conducir a una ceguera casi garantizada.

Fuente www.chemistry-chemists.com