اثر متقابل سدیم با آب. آزمایش با فلزات

شما به سدیم سدیم و پتاسیم K ، آب مقطر ، محلول الکلی نشانگر فنل فتالئین ، کریستالیزورها ، موچین یا پنس ، چاقوی چاقوی چاقوی تیز و کاغذ صافی نیاز خواهید داشت.

آب در بلورها ریخته می شود و چند قطره از محلول فنل فتالئین اضافه می شود. قطعات کوچک فلزات قلیایی را با چاقوی جراحی بر روی یک ورق کاغذ فیلتر ، به اندازه یک نخود ، "برش" برش دهید. قطعات سدیم و پتاسیم با کاغذ صافی خشک شده و در کریستالیزرها غوطه ور می شوند. قبل از گرفتن یک قطعه فلز دیگر ، انتهای موچین را به دقت با کاغذ فیلتر پاک کنید تا آب به داخل بطری ها وارد نشود. گلوله های فلز مذاب "در حال اجرا" بر روی سطح آب مشاهده می شوند ، و حرکت توپ پتاسیم سریع تر از یک سدیم است. خیلی زود با شعله بنفشه روشن می شود. در پشت هر یک از توپهای "در حال اجرا" یک "دنباله" سرمه ای وجود دارد به این دلیل که در نتیجه واکنشها:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
یک هیدروکسید قلیایی (پایه قوی) تشکیل می شود ، که شاخص فنول فتالئین را به رنگ تمشک بنفش لکه دار می کند.

محصولات و اشیا Metal فلزی از آلودگی پاک می شوند ، با محلول سودا چربی زدایی می شوند ، در آب شسته می شوند ، برای چند ثانیه در محلول 50٪ اسید نیتریک غوطه ور می شوند و دوباره با آب مقطر شسته می شوند. محصول آماده شده به مدت 30-50 دقیقه در محلول داغ حاوی 280 گرم هپتاهیدرات سولفات نیکل و 100 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به ازای هر 1 لیتر آب نگهداری می شود. پس از دریافت پوشش نیکل (به نظر می رسد متراکم و براق باشد) ، محصول با آب شسته و با پارچه جلا داده می شود.

کریستال های مس

همه می دانند که چگونه بلورهای نمک های مختلف را پرورش دهند. اما همه قادر به پرورش بلورهای مس نخواهند بود. برای این تجربه غیرمعمول به موارد زیر احتیاج دارید: CuSO4 ، نمک سفره ، یک تکه قلع و یک لیوان (می توانید از یک نوع معمولی استفاده کنید). یک حلقه را از یک تکه قلع برش دهید تا آزادانه در لیوان قرار بگیرد. پودر سولفات مس (سولفات مس) را درون یک لیوان در یک لایه 5 میلی متری بریزید و این لایه را با نمک پر کنید. توجه! لایه ها را مخلوط نکنید. لایه ها را با یک دایره کاغذ فیلتر بپوشانید و با یک دایره قلع بپوشانید. محلول نمک را در یک لیوان بریزید.

کریستال های مس کاملا بزرگ طی دو هفته رشد خواهند کرد. برای خوب نگه داشتن آنها را در یک لوله آزمایش با محلول اسید سولفوریک قرار دهید.

احتراق فلزات.

احتراق فلزات در اکسیژن ، کلر به طور گسترده ای شناخته شده است. سوزاندن فلزات در بخار گوگرد کمتر آشنا است. یک لوله آزمایش بزرگ ، یک سوم پر از گوگرد ، به صورت عمودی در یک قفسه قرار داده می شود و تا زمانی که گوگرد بجوشد ، گرم می شود. سپس یک بسته سیم مسی نازک در لوله آزمایش پایین آورده می شود (می توانید آن را از قبل گرم کنید) و واکنش شدیدی مشاهده می شود.

احتراق سدیم.

یک ورق کاغذ فیلتر ، که به وفور با آب مرطوب شده است ، روی مش آزبست قرار می گیرد. سپس یک تکه سدیم بر روی کاغذ قرار دهید. سدیم با آب واکنش می دهد ، به دلیل انرژی آزاد شده ذوب می شود ، خود شعله ور می شود و با شعله زرد روشن می سوزد. هیدروژن و فیلتر کاغذ آزاد شده نیز در واکنش احتراق گنجانده شده است.

آبکاری نیکل از اشیا metal فلزی.

محصولات و اشیا Metal فلزی از آلودگی پاک می شوند ، با محلول سودا چربی زدایی می شوند ، در آب شسته می شوند ، برای چند ثانیه در محلول 50٪ اسید نیتریک غوطه ور می شوند و دوباره با آب مقطر شسته می شوند. محصول آماده شده به مدت 30-50 دقیقه در محلول داغ حاوی 280 گرم هپتاهیدرات سولفات نیکل و 100 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به ازای هر 1 لیتر آب نگهداری می شود. پس از دریافت پوشش نیکل (به نظر می رسد متراکم و براق است) ، محصول با آب شسته و با پارچه جلا داده می شود.)

آبکاری نقره اشیا copper مسی.

اشیا and و محصولات مس کاملاً از آلودگی پاک شده ، با محلول نوشابه شسته و به مدت چند روز در محلول فیکس کننده مصرف شده غوطه ور می شوند. پس از دریافت پوشش نقره ، محصول با آب شسته و با پارچه پارچه ای جلا داده می شود.

جالب ترین مبحث دروس شیمی مدرسه مبحث خصوصیات فلزات فعال بود. ما نه تنها با ارائه مطالب نظری ، بلکه آزمایش های جالبی را نیز به نمایش گذاشتیم. احتمالاً همه به یاد دارند که چگونه معلم یک تکه فلز کوچک را به داخل آب انداخت و آن از سطح مایع سرازیر شد و شعله ور شد. در این مقاله ، ما خواهیم فهمید که چگونه واکنش سدیم و آب رخ می دهد ، چرا فلز منفجر می شود.

سدیم فلزی ماده ای نقره ای است که از نظر تراکم به صابون یا پارافین شباهت دارد. سدیم با هدایت گرمایی و الکتریکی خوب مشخص می شود. به همین دلیل است که از آن در صنعت ، به ویژه برای تولید باتری استفاده می شود.

سدیم بسیار واکنش پذیر است. واکنش ها اغلب با آزاد شدن گرمای زیاد اتفاق می افتد. گاهی اوقات این امر با آتش سوزی یا انفجار همراه است. کار با فلزات فعال نیاز به آموزش و تجربه اطلاعاتی خوبی دارد. سدیم را فقط می توان در ظروف کاملاً بسته در زیر یک لایه روغن ذخیره کرد ، زیرا این فلز به سرعت در هوا اکسید می شود.

مشهورترین واکنش سدیم واکنش با آب است. در طول واکنش سدیم به علاوه آب ، قلیایی و هیدروژن تشکیل می شود:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

هیدروژن توسط اکسیژن هوا اکسیده شده و منفجر می شود ، که ما در طول آزمایش مدرسه مشاهده کردیم.

مطالعات واکنش دانشمندان جمهوری چک

واکنش سدیم با آب بسیار آسان قابل درک است: فعل و انفعال مواد منجر به تشکیل گاز H2 می شود که به نوبه خود توسط O2 در هوا اکسید شده و مشتعل می شود. به نظر می رسد همه چیز ساده است. اما پروفسور پاول یونگ ویرت از آکادمی علوم چک چنین عقیده ای نداشت.

واقعیت این است که در طول واکنش ، نه تنها هیدروژن تشکیل می شود ، بلکه بخار آب نیز تشکیل می شود ، از آنجا که مقدار زیادی انرژی آزاد می شود ، آب گرم می شود و تبخیر می شود. از آنجا که سدیم چگالی کمی دارد ، بالشتک بخار باید آن را به سمت بالا هل دهد و آن را از آب جدا کند. واکنش باید کمرنگ شود ، اما اینطور نیست.

یونگ ویرت تصمیم گرفت این روند را به طور دقیق مطالعه کند و از آزمایش با دوربین پرسرعت فیلمبرداری کرد. این فرایند با سرعت 10 هزار فریم در ثانیه فیلمبرداری شده و با کندی 400 برابر مشاهده می شود. دانشمندان متوجه شده اند كه این فلز با وارد شدن به مایع ، شروع به ترشح فرآیندهای به صورت خار می كند. توضیحات به شرح ذیل می باشد:

• وقتی فلزات قلیایی در آب قرار گرفتند ، به عنوان اهدا کننده الکترون عمل می کنند و ذرات باردار منفی را اهدا می کنند.
• یک قطعه فلز بار مثبت به خود می گیرد.
• پروتون های دارای بار مثبت شروع به دفع یکدیگر می کنند و شاخه های فلزی تشکیل می دهند.
• خوشه ها پد بخار را سوراخ می کنند ، سطح تماس واکنش دهنده ها افزایش می یابد و واکنش تشدید می شود.

چگونه آزمایش کنیم

علاوه بر هیدروژن ، قلیایی در هنگام واکنش آب و سدیم تشکیل می شود. برای بررسی این موضوع ، می توانید از هر شاخصی استفاده کنید: تورق ، فنل فتالئین یا متیل پرتقال. کار با فنل فتالئین ساده ترین کار خواهد بود ، زیرا در یک محیط خنثی بی رنگ است و مشاهده واکنش آن آسان تر است.

برای انجام آزمایش شما نیاز دارید:

1. آب مقطر را داخل بلور ساز بریزید تا بیش از نیمی از حجم ظرف را اشغال کند.
2. چند قطره نشانگر به مایع اضافه کنید.
3. یک تکه سدیم را به اندازه نصف یک نخود برش دهید. برای این کار از چاقوی جراحی یا چاقوی نازک استفاده کنید. برای جلوگیری از اکسید شدن ، باید فلز را در یک ظرف برش دهید ، نه اینکه سدیم را از روغن بیندازید.
4. با استفاده از موچک یک تکه سدیم را از شیشه برداشته و با کاغذ فیلتر صاف کنید تا روغن آن گرفته شود.
5. سدیم را درون آب بیندازید و روند را از فاصله ایمن مشاهده کنید.

تمام ابزارهای استفاده شده در آزمایش باید تمیز و خشک باشند.

خواهید دید که سدیم در آب غوطه ور نیست ، اما به دلیل تراکم مواد روی سطح باقی می ماند. سدیم شروع به واکنش با آب می کند و گرما تولید می کند. این فلز را ذوب کرده و به یک قطره تبدیل می شود. این قطره شروع به حرکت فعال در داخل آب می کند ، و یک صدای خش خش مشخص را منتشر می کند. اگر توده سدیم خیلی کوچک نباشد ، با شعله زرد روشن می شود. اگر قطعه خیلی بزرگ باشد ، ممکن است انفجار رخ دهد.

همچنین ، آب رنگ خود را تغییر خواهد داد. این امر به دلیل آزاد شدن قلیایی در آب و رنگ نشانگر محلول در آن است. فنول فتالئین صورتی ، آبی شاد ، و نارنجی متیل زرد می شود.

این خطرناک است

فعل و انفعال سدیم با آب بسیار خطرناک است. در طول آزمایش ، می توانید آسیب جدی ببینید. هیدروکسید ، پراکسید و اکسید سدیم که در طی واکنش ایجاد می شود ، می تواند باعث خوردگی پوست شود. پاشیدن قلیایی می تواند به چشم وارد شود و باعث سوختگی شدید و حتی کوری شود.

دستکاری با فلزات فعال باید در آزمایشگاه های شیمیایی زیر نظر دستیار آزمایشگاهی که تجربه کار در فلزات قلیایی را دارد انجام شود.

1. فقط از عینک محافظ استفاده کنید.
2. وقتی فلز درون آب است هرگز به ظرف خم نشوید.
3. بلافاصله پس از انداختن فلز به داخل آب ، از بلورین فاصله بگیرید.
4. همیشه آماده باشید ، زیرا هر لحظه ممکن است یک انفجار رخ دهد.
5. تا زمان اطمینان از کامل شدن واکنش به کاتالیزور نزدیک نشوید.

خصوصیات فلزی سدیم: ویدئو

سدیم- عنصر دوره 3 و گروه IA سیستم دوره ای ، شماره سریال 11. فرمول الکترونیکی اتم 3s 1 است ، حالت های اکسیداسیون 1+ و 0 است. دارای الکترونگاتیوی کم (0.93) ، فقط فلزی (پایه) را نشان می دهد خواص نمکها و ترکیبات دودویی متعددی را تشکیل می دهد (به عنوان کاتیون). تقریباً تمام نمک های سدیم به راحتی در آب حل می شوند.

در طبیعت - پنجماز نظر فراوانی شیمیایی ، یک عنصر (دوم در میان
فلزات) ، فقط به شکل ترکیبات یافت می شود. یک عنصر حیاتی برای همه موجودات.

سدیم ، کاتیون سدیم و ترکیبات آن شعله مشعل گاز را به رنگ زرد روشن ( تشخیص کیفیت).

سدیمسدیم فلز سفید نقره ای ، سبک ، نرم (برش داده شده با چاقو) ، نقطه ذوب کم. سدیم را در نفت سفید ذخیره کنید. آلیاژ مایع با جیوه را تشکیل می دهد - ملغمه(تا 0.2٪ Na).

بسیار واکنش پذیر ، در هوای مرطوب ، سدیم به آرامی با یک فیلم هیدروکسید پوشانده می شود و درخشش خود را از دست می دهد:

سدیم از نظر شیمیایی فعال است و یک عامل کاهنده قوی است. قابل اشتعال در هوا با حرارت متوسط ​​(> 250 درجه سانتیگراد) ، با غیر فلزات واکنش می دهد:

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

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

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

بسیار طوفانی و بسیار زیاد exoاثر سدیم با آب واکنش می دهد:

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

از گرمای واکنش ، تکه های سدیم به صورت گلوله هایی ذوب می شوند که به دلیل آزاد شدن H 2 ، به طور تصادفی شروع به حرکت می کنند. واکنش به دلیل انفجار گاز اکسی هیدروژن (H 2 + O 2) با کلیک های تند همراه است. محلول با فنل فتالئین به رنگ سرمه ای (محیط قلیایی) رنگ آمیزی می شود.

در سری ولتاژها ، سدیم در سمت چپ هیدروژن بسیار بیشتر است ؛ از اسیدهای رقیق HCl و H 2 SO 4 هیدروژن را جابجا می کند (به دلیل H 2 0 و H).

دریافت کردنسدیم در صنعت:

(همچنین به تهیه NaOH در زیر مراجعه کنید).

از سدیم برای بدست آوردن Na2O2 ، NaOH ، NaH و همچنین در سنتز آلی استفاده می شود. سدیم مذاب به عنوان خنک کننده در راکتورهای هسته ای عمل می کند و سدیم گازی به عنوان پرکننده برای لامپ های بیرونی با نور زرد استفاده می شود.

اکسید سدیم Na 2 O. اکسید اساسی. سفید ، دارای ساختار یونی (Na +) 2 O 2- است. از نظر حرارتی پایدار است ، هنگام کلس شدن به آرامی تجزیه می شود ، تحت فشار اضافی بخار Na ذوب می شود. حساس به رطوبت و دی اکسید کربن در هوا. با آب (محلول بسیار قلیایی تشکیل می شود) ، اسیدها ، اکسیدهای اسیدی و آمفوتریک ، اکسیژن (تحت فشار) به شدت واکنش نشان می دهد. برای سنتز نمک های سدیم استفاده می شود. هنگام سوزاندن سدیم در هوا تشکیل نمی شود.

معادلات مهمترین واکنشها:

دریافت:تجزیه حرارتی Na2O2 (نگاه کنید به) ، و همچنین همجوشی Na و NaOH ، Na و Na2O2:

2Na + 2NaOH = 2Na و O + H2 (600 درجه سانتیگراد)

2Na + Na2O2 = 2Na a O (130-200 درجه سانتیگراد)

پراکسید سدیم Na 2 O 2. اتصال دودویی. سفید ، نمناک. دارای ساختار یونی (Na +) 2 O 2 2-. هنگامی که گرم می شود ، تجزیه می شود ، تحت فشار بیش از حد O 2 ذوب می شود. دی اکسید کربن را از هوا جذب می کند. به طور کامل با آب ، اسیدها تجزیه می شود (آزاد شدن О 2 در هنگام جوش - واکنش کیفی به پراکسیدها) عامل اکسید کننده قوی ، عامل کاهنده ضعیف. این ماده برای تولید مجدد اکسیژن در دستگاه تنفس مستقل (واکنش با CO 2) ، به عنوان جزئی از سفید کننده های پارچه و کاغذ ، استفاده می شود. معادلات مهمترین واکنشها:

دریافت کردن: احتراق سدیم در هوا.

هیدروکسید سدیم NaOH هیدروکسید اساسی ، قلیایی ، نام فنی سود سوز آور. بلورهای سفید با ساختار یونی (Na +) (OH -). در هوا پخش می شود و رطوبت و دی اکسید کربن را جذب می کند (NaHCO 3 تشکیل می شود). بدون تجزیه ذوب شده و می جوشد. باعث سوختگی شدید پوست و چشم می شود.

بیایید خوب در آب حل کنیم (با exoاثر ، +56 کیلوژول). با اکسیدهای اسیدی واکنش نشان می دهد ، اسیدها را خنثی می کند ، عملکرد اسیدی را در اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها ایجاد می کند:

محلول NaOH باعث خوردگی شیشه (ایجاد NaSiO3) ، خوردگی سطح آلومینیوم (تشکیل Na و H2) می شود.

دریافت کردن NaOH در صنعت:

الف) الکترولیز محلول NaCl روی کاتد بی اثر

ب) الکترولیز محلول NaCl بر روی کاتد جیوه (روش آمالگام):

(جیوه آزاد شده به الکترولیز برگردانده می شود).

سود سوز آور مهمترین ماده اولیه صنایع شیمیایی است. این ماده برای بدست آوردن نمکهای سدیم ، سلولز ، صابونها ، رنگها و الیاف مصنوعی استفاده می شود. به عنوان رطوبت گیر گاز ؛ معرف در بازیابی از مواد اولیه ثانویه و تصفیه قلع و روی ؛ هنگام پردازش سنگ معدن آلومینیوم (بوکسیت).

سدیم یک فلز بسیار واکنش پذیر است که با بسیاری از مواد واکنش می دهد. واکنش های مربوط به سدیم می تواند شدید باشد و گرمای قابل توجهی ایجاد کند. در این حالت ، اشتعال اغلب رخ می دهد ، و حتی یک انفجار. برای کار ایمن با سدیم ، باید درک صحیحی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن داشته باشید.

سدیم فلز سبک (با تراکم 0.97 گرم در سانتی متر مکعب) ، نرم و قابل ذوب (با اختلاف 97.86 درجه سانتیگراد) است. از نظر سختی شبیه پارافین یا صابون است. در هوا ، سدیم خیلی سریع اکسید می شود و با یک فیلم خاکستری پوشانده می شود که از پراکسید Na2O2 و کربنات تشکیل شده است ؛ بنابراین ، سدیم در شیشه های کاملا بسته زیر لایه ای از نفت سفید یا روغن بی آب ذخیره می شود.

یک قطعه سدیم به اندازه دلخواه بدون برداشتن فلز از نفت سفید ، با استفاده از چاقو یا جراحی بریده می شود. سدیم با استفاده از موچین از شیشه خارج می شود. همه ابزارها باید خشک باشند! پس از آن ، سدیم با استفاده از کاغذ فیلتر از نفت سفید باقیمانده آزاد می شود. در بعضی موارد ، فلز با چاقوی چربی از لایه پراکسید تمیز می شود ، زیرا تماس پراکسید با یک سطح سدیم تازه می تواند منجر به انفجار شود. سدیم نباید مورد استفاده قرار گیرد. تراش های سدیم در زیر حرارت کم در زیر یک لایه نفت سفید ذوب می شوند.

ظروف حاوی سدیم هرگز نباید با آب شسته شوند - این می تواند منجر به انفجار با عواقب ناگوار شود. سدیم باقیمانده با افزودن الکل از بین می رود ، فقط در این صورت می توان از آب استفاده کرد.

هنگام کار با سدیم باید از عینک ایمنی استفاده شود. هرگز فراموش نکنید که با چه کاری روبرو هستید - یک انفجار می تواند در غیر منتظره ترین و نامناسب ترین لحظه رخ دهد و شما باید برای این امر آماده باشید.

واکنش سدیم با آب

3/4 آب را در بلورین بریزید و چند قطره فنل فتالئین به آن اضافه کنید. یک قطعه سدیم به اندازه نیم نخود را داخل قالب بیندازید. سدیم بر روی سطح باقی خواهد ماند زیرا از آب سبکتر است. این قطعه شروع به واکنش فعال با آب با ترشح هیدروژن می کند. گرمای واکنش ، فلز را ذوب می کند و به یک قطره نقره ای تبدیل می شود ، که فعالانه در امتداد سطح آب قرار می گیرد. صدای خش خش شنیده می شود. بعضی اوقات هیدروژن آزاد شده با شعله زرد روشن می شود. این رنگ توسط بخار سدیم به آن داده می شود. در صورت عدم اشتعال ، می توان هیدروژن را مشتعل کرد. با این حال ، تکه های سدیم کوچکتر از یک دانه گندم خاموش می شوند.

در نتیجه واکنش ، قلیایی ایجاد می شود که بر فنل فتالئین تأثیر می گذارد ، بنابراین یک قطعه سدیم رد تمشک را پشت سر خود می گذارد. در پایان آزمایش ، تقریباً تمام آب موجود در کریستالیزر به رنگ سرمه ای در می آید.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

دیواره های قالب باید فاقد چربی و سایر آلاینده ها باشد. در صورت لزوم ، آنها با محلول قلیایی شسته می شوند ، در غیر این صورت سدیم به دیواره ها می چسبد و ممکن است کریستالیزور ترک بخورد.

این آزمایش باید با ماسک محافظ یا عینک محافظ انجام شود. در طول واکنش ، مقداری فاصله بگیرید و هرگز به قالب خم نشوید. تماس چشمی با سدیم مذاب یا محلول پاشی قلیایی می تواند منجر به کوری تقریباً تضمین شده شود.

منبع www.chemistry-chemists.com