Химическое уравнение горения магния в кислороде

Химическое уравнение горения магния в кислороде

Горение магния в кислороде

Гореть могут многие металлы. Но активные металлы, например магний, загораются при относительно низких температурах. Подожжем кусочек магния на пламени спиртовки.

В воздухе металл горит. В атмосфере кислорода магний вспыхивает ослепительным белым пламенем.При горении магния выделяются ультрафиолетовые лучи.

Продукт горения магния – белый порошкообразный оксид.

При горении магния выделяется большое количество теплоты, поэтому магний может сам себя разогреть до высоких температур. Для этого необходимо только достаточное количество металла. Свойство магния ярко гореть используется в пиротехнике. Измельченный магний — составляющая смесей для фейерверков. Вспышку магния использовали фотографы 100 лет назад для освещения моделей. Осветительный прибор представлял собой полочку с зеркалом-отражателем, на полочке сгорал порошок магния. Пока магний горел — открывали затвор. Ярко освещенный объект получался контрастным на фотографии. Магний — очень легкий металл, в 1,5 раза легче алюминия и в 4,5 раза легче железа.

Оборудование: пробирка с газоотводной трубкой, колба, стеклянная пластина, щипцы, штатив, спиртовка.

Соблюдать меры пожарной безопасности при работе с горящим магнием.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Магний: способы получения и химические свойства

Магний Mg — это щелочной металл. Серебристо-белый, относительно мягкий, пластичный, ковкий металл. На воздухе покрыт оксидной пленкой. Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 24,305; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,737; t_пл = 648º C; t_кип = 1095º C.

Способ получения

1. В результате электролиза расплава хлорида магния образуются магний и хлор :

2. Нитрид магния разлагается при 700 — 1500º С образуя магний и азот:

3. Оксид магния легко восстанавливается углеродом при температуре выше 2000º С, образуя магний и угарный газ:

MgO + C = Mg + CO

4. Оксид магния также легко восстанавливается кальцием при 1300º С с образованием магния и оксида кальция:

MgO + Ca = CaO + Mg

Качественная реакция

Качественной реакцией для магния является взаимодействие соли магния с любой сильной щелочью, в результате которой происходит выпадение студенистого осадка:

1. Хлорид магния взаимодействует с гидроксидом калия и образует гидроксид магния и хлорид калия:

MgCl₂ + 2KOH = Mg(OH)₂ + 2KCI

Химические свойства

1. Магний — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :

1.1. Магний взаимодействует с азотом при 780 — 800º С образуя нитрид магния:

1.2. Магний сгорает в кислороде (воздухе) при 600 — 650º С с образованием оксида магния:

2Mg + O₂ = 2MgO

1.3. Магний активно реагирует при комнатной температуре с влажным хлором . При этом образуется хлорид магния :

1.4. С водородом магний реагирует при температуре 175º C, избыточном давлении и в присутствии катализатора MgI₂ с образованием гидрида магния:

2. Магний активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Магний реагирует с горячей водой . Взаимодействие магния с водой приводит к образованию гидроксида магния и газа водорода:

2.2. Магний взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Магний реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид магния и водород :

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой магний образует нитрат магния, оксид азота (I) и воду:

2.2.3. В результате реакции сероводородной кислоты и магния при 500º С образуется сульфид магния и водород:

Mg + H₂S = MgS + H₂

2.3. Магний вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 850º С. В результате данной реакции образуется нитрид магния и водород:

2.4. Магний может вступать в реакцию с оксидами :

2.4.1. В результате взаимодействия магния и оксида азота (IV) при температуре 150º С в вакууме, в этилацетилене образуется нитрат магния и оксид азота (II):

2.4.2. Магний взаимодействует с оксидом кремния при температуре ниже 800º С в атмосфере водорода образуя силицид магния и оксид магния:

4Mg + SiO₂ = Mg₂Si + MgO,

а если температуру поднять до 1000º С, то в результате реакции образуется кремний и оксид магния:

2Mg + SiO₂ = Si + 2MgO

Уравнения реакций гидрида кальция. Горение магния

Гидрид кальция

Задача 1012.
Записать уравнения реакций взаимодействия гидрида кальция: а) с кислородом; б) с водой.
Решение:
а) СаН 2 + О 2 = СаО + Н 2 О
В данной реакции гидрид кальция проявляет свойства восстановителя, происходит увеличение степени окисления водорода от -1 до +1, кислород – проявляет свойства окислителя, уменьшая свою степень окисления от 0 до -2.

б) Гидрид кальция бурно реагирует с водой (гидролизуется) с выделением водорода:

Ответ: Данная реакция используется в лабораториях для получения водорода.

Горение магния

Задача 1013.
Вычислить ΔG 0 реакции горения магния в диоксиде углерода. Возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции?
Решение:
Уравнение реакции:

2Mg + CO₂ = 2MgO + C

ΔG 0 (CO 2) = -394,6 кДж/моль; ΔG о (MgO) = -569,6 кДж/оль. Стандартные энергии Гиббса образования простых веществ принято считать равными нулю.

ΔG 0 = 2 ΔG 0 (MgO) — ΔG 0 (CO₂) = 2(-569,6) – (-394,6) = -744,6 кДж.

Задача 1014.
Какие продукты образуются при горении магния на воздухе? Написать уравнения реакций их взаимодействия с водой.
Решение:
а) При горении магния на воздухе образуются оксид магния и нитрид магния:

б) Реакции взаимодействия оксида магния и нитрида магния с водой (реакции гидролиза):

Оксид магния с водой даёт гидроксид магния:

При соприкосновении с водой гидрид магния полностью гидролизуется с образованием гидроксида магния и аммиака: