Йод и магний уравнение реакции

Химия и Химики № 1 2012
Предварительный вариант

Огонь от капли воды
(реакция магния с иодом и кальция с иодом)

В.Н. Витер, И.Н. Григорьев

В сознании многих людей, особенно далеких от химии, вода ассоциируется с укрощением огня. Конечно, далеко не все вещества можно тушить водой. Например, при попытке погасить водой горящие нефтепродукты они всплывают и растекаются, в результате пожар только усиливается. Некоторые вещества воспламеняются от контакта с водой. В качестве примера можно назвать щелочные металлы, алюмогидрид лития, некоторые металлоорганические соединения.

Есть также смеси веществ, которые воспламеняются от контакта с водой, хотя компоненты этих смесей, взятые отдельно, с водой активно не взаимодействуют. Мы остановимся именно на последних.

Есть немало вариантов опыта, в котором смесь веществ воспламеняется от нескольких капель воды. Остановимся на смеси порошка магния с иодом. В прошлом нам уже несколько раз приходилось проводить этот опыт. Иногда получалось довольно красиво: горка смеси вспыхивала от единственной капли воды, иногда (когда мы взяли не порошок, а стружку) при добавлении смесь активно бурлила, выделяя бурые и фиолетовые пары, однако воспламенения не происходило.

Решив не обращаться к старым записям, мы попробовали подобрать соотношение веществ опытным путем. Согласно уравнению реакции на один моль магния Mg (М=24.3г/моль) нужно взять 1 моль иода I₂ (М=2·126.90 = 253.8г/моль):

У нас было 1 г магниевого порошка, значит необходимо взять 1/24.3·253.8 = 10.44 г иода. Иод — ценный реактив, кроме того было предчувствие, что если взять столько иода, смесь не загорится. Значит иод нужно брать в недостатке: дефицит иода будет восполнен избытом кислорода в атмосфере, с которым магний прекрасно реагирует.

Для первого опыта вместо 10.44 г иода мы взяли 3 г. Смесь насыпали горкой на керамическую плитку, в центре сделали углубление и капнули туда воды. Смесь забурлила, появились фиолетовые и бурые пары, которые поднимались вверх или стелились по поверхности. Было красиво, однако сколько воды мы не добавляли, смесь так и не загорелась. Причина очевидна — слишком много иода: тепло реакции (между иодом и магнием) уходило на сублимацию иода и испарение воды, в результате достаточного разогрева смеси не было.

Огонь от капли воды (реакция магния с иодом)

Во втором опыте мы взяли значительно меньше иода (на 0.45 г Mg 0.25 г I₂). Смесь также расположили горкой и капнули воды. От первой капли началось активное выделение фиолетовых и бурых паров, еще несколько капель и смесь ярко вспыхнула.

В разгар опыта оказалось, что снизу нет керамической плитки: смесь была насыпана на бумагу, которая лежала прямо на деревянном столе, но было уже поздно. На крышке стола появилось еще одно обугленное место.

Огонь от капли воды (реакция магния с иодом)

Был проведен аналогичный опыт с кальцием и иодом. Грубую смесь иода с опилками кальция смочили каплей воды. Раздалось шипение, образовалось облако «дыма», однако вспышки заметно не было.

Гидролиз йодида магния

MgI₂ — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.

Первая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
MgI₂ + HOH ⇄ MgOHI + HI

Полное ионное уравнение
Mg 2+ + 2I — + HOH ⇄ MgOH + + I — + H + + I —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Mg 2+ + HOH ⇄ MgOH + + H +

Вторая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
MgOHI + HOH ⇄ Mg(OH)₂ + HI

Полное ионное уравнение
MgOH + + I — + HOH ⇄ Mg(OH)₂ + H + + I —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
MgOH + + HOH ⇄ Mg(OH)₂ + H +

Среда и pH раствора йодида магния

В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH

Йод и магний уравнение реакции