|
 |
|
Putem množinskih odnosa vodika i kisika na strani reaktanata i na strani produkata, pokažite zašto reakcijom alkalijskog metala s vodom uz hidroksid nastaje i elementarni vodik, zašto reakcijom običnog oksida s vodom nastaje samo hidroksid, a zašto reakcijom peroksida i superoksida s vodom osim hidroksida nastaje i elementaran kisik.
|
|
Ime i prezime:
Antonela Abičić
antonela.abicic@gmail.com
|
 |
 |
Hm.
Množinski odnos vodika i kisika u metalu je 0:0, u vodi je 2:1, u hidroksidu 1:1, a u vodiku 2:0. Iz tih je brojki svakom normalnom jasno da će reakcijom alkalijskog metala i vode uz hidroksid nastati upravo vodik, a ne npr. sumpor ili Bose-Einsteinov kondenzat. Analogno, u alkalijskom oksidu je omjer vodika i kisika 0:1, tako da tu nikako ne može nastati vodik, već samo voda u kojoj je omjer vodika i kisika već spomenutih 2:1, dok peroksidi i superoksidi, s omjerima vodika i kisika od 2:0 i 2:0 očito mogu dati samo kisik, a ne vodu ili vodik.
A sad ozbiljno.
U reakcijama alkalijskih metalâ i vode zbiva se redukcija vodika metalom:
2 M(s) + 2 H2O(l) → 2 M+(aq) + H2(g) + 2 OH−(aq)
To se zbiva jer su ti metali jaki reducensi, nasuprot npr. plemenitim metalima, koji s vodom ne reagiraju.
Reakcije metalnih oksida, peroksida i superoksida s vodom spadaju pak u kiselinsko-bazne reakcije, odnosno na prijenose hidronâ.
U reakciji metalnog oksida s vodom vrlo bazični oksidni anion hidronira se na račun vode, koja se tu ponaša kao kiselina:
O2−(s) + H2O(l) → 2 OH−(aq)
Slično, otapanjem peroksidâ u vodi nastat će vodikov peroksid (a ne elementarni kisik):
O22−(s) + 2 H2O(l) → H2O2(aq) + 2 OH−(aq)
s tim da će u bazičnim uvjetima vodikov peroksid biti u ravnoteži s hidrogenperoksidnim anionima:
H2O2(aq) + OH−(aq) ⇄ HO2−(aq) + H2O(l)
Duljim stajanjem ili iskuhavanjem peroksid će disproporcionirati na vodu i kisik:
2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g)
Slično vrijedi i za vodenu otopinu npr. natrijevog peroksida:
2 Na2O2(aq) + 2 H2O(l) → 4 NaOH(aq) + O2(g)
Otapanjem superoksidâ prvo nastaje vrlo nestabilan hidroperoksilni radikal:
O2−(s) + H2O(l) → HO2(aq) + OH−(aq)
koji odmah disproporcionira na vodu i kisik:
4 HO2(aq) → 2 H2O(l) + 3 O2(g)
Sve u svemu, to hoćemo li u vodu ubaciti metal, oksid, peroksid ili superoksid svakako utječe na to hoće li iz vode izlaziti vodik, ništa, kisik ili malo više kisika. Međutim, brojke tu mogu poslužiti tek kao mnemotehnika, ne i kao materijal za "ozbiljno" učenje, odnosno razumijevanje toga što se zbiva. Razumijevanje proizlazi iz organiziranja naučenih činjenica, koje je najbolje doživjeti kroz eksperimente. Shvaćam da većina škola jednostavno nema načina da izvede sve te pokuse, ali zato postoji obilje snimljenih materijala na Internetu. Primjerice, tko u školskom laboratoriju nema natrija da demonstrira kako izgleda njegova reakcija s vodom, može učenicima prikazati ovaj simpatičan video.
U tom svjetlu, vjerojatno nije zgorega skrenuti pozornost na e-Kemiju, videokanal profesora Sikirice, krcat snimkama raznih kemijskih pokusa.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
