Вещества, реагирующие с водой - Water-reactive substances

Вещества, реагирующие с водой[1] это те вещества, которые самопроизвольно вступают в химическую реакцию с водой, так как по своей природе они очень восстановительны.[2] Известные примеры включают щелочных металлов, натрий через цезий, и щелочноземельные металлы, магний через барий.

Некоторые реагирующие с водой вещества также пирофорный, подобно металлоорганические соединения и серной кислоты, и следует хранить вдали от влаги. Необходимо использовать кислотостойкие перчатки и защитную маску, с которыми следует обращаться в вытяжных шкафах.[3]


вещества классифицируются как R2 в соответствии с Система классификации ООН и как Опасность 4.3 со стороны Министерство транспорта США.

Все химические вещества, которые активно вступают в реакцию с водой или выделяют токсичный газ при контакте с водой, признаны за их опасные свойства в «Списке утвержденных материалов».[4] или список веществ, подпадающих под действие международного законодательства об основных опасностях[5] многие из них обычно используются в производственных процессах.

Щелочных металлов

Основная статья: Щелочных металлов
Группа 1: Щелочные металлы
Реакция натрия (Na) и воды
Реакция калия (К) в воде

В щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs и Fr) являются наиболее химически активными металлами в периодическая таблица - все они бурно или даже взрывно реагируют на холодную воду, в результате чего смещение водорода.

Металл группы 1 (M) окисляется до металла. ионы, а вода восстанавливается до газообразного водорода (H2) и гидроксид-ион (OH−), что дает общее уравнение:

2 мес. + 2 ч.2O (l) ⟶ 2 млн+(водн.) + 2 ОН−(водн.) + H2(грамм) [6]

Металлы группы 1 или щелочные металлы становятся более реактивный в высшем периоды таблицы Менделеева.

Щелочноземельные металлы

Основная статья: Щелочноземельные металлы
Группа 2: Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba и Ra) являются вторыми наиболее химически активными металлами в периодической таблице Менделеева и, как металлы группы 1, обладают повышенной реакционной способностью в более высокие периоды. Бериллий (Be) - единственный щелочноземельный металл, который не реагирует с водой или пар, даже если металл нагреть до красного каления.[7] Кроме того, бериллий имеет прочный внешний окись слой, который снижает его реакционную способность при более низких температурах.

Магний незначительно реагирует с водой, но сильно горит паром или водяной пар для производства белого оксида магния и газообразного водорода:

Mg (тв) + 2 H2О (л) ⟶ Mg (ОН)2(s) + H2(грамм)

При взаимодействии металла с холодной водой образуется гидроксид металла. Однако, если металл вступает в реакцию с паром, например магний, оксид металла образуется в результате гидроксиды металлов расщепление при нагревании.[8]

Гидроксиды кальция, стронция и бария слабо растворимы в воде, но производят достаточное количество гидроксид-ионов для создания окружающей среды. базовый, что дает общее уравнение:

М (с) + 2 ч2О (л) ⟶ М (ОН)2(водн.) + H2(грамм) [9]

Ряд реакционной способности металлов

Порядок реактивностиМеталлРеакции с водой или паром
наиболее реактивныйкалий (К)очень бурная реакция с холодной водой
↑натрий (Na)бурная реакция с холодной водой
↓кальций (Ca)менее бурная реакция с холодной водой
наименее реактивныймагний (Mg)медленная реакция с холодной водой, энергичная с горячей водой

утюг с паром

  • Если металлы реагируют с холодной водой, гидроксиды производятся.
  • Металлы, вступающие в реакцию с паром, образуют оксиды.
  • Водород всегда образуется, когда металл вступает в реакцию с холодной водой или паром.[10]

Рекомендации

  1. ^ "MSDS HyperGlossary: ​​Metal Reactive". Interactive Learning Paradigms Incorporated. Получено 2007-05-10.
  2. ^ Раймонд, Чанг (2010). Химия (PDF) (десятое изд.). Америка, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 897-898. ISBN  0077274318. Проверено 27 февраля 2018 года.
  3. ^ Университет Айовы. «Реактивные химикаты». Здоровье и безопасность окружающей среды. Получено 2 марта 2018.
  4. ^ Куинн, Д. Дж .; Дэвис, П. А. (2003). «МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ ВОДОРЕАКТИВНЫХ ХИМИКАТОВ» (PDF). Серия симпозиумов. 149. Получено 25 февраля 2018.
  5. ^ Капиас, Т; Гриффитс, РФ (2001). REACTPOOL: новая модель аварийного выброса химикатов, реагирующих с водой (PDF). Корона. ISBN  0-7176-1995-8. Получено 25 февраля 2018.
  6. ^ Ландас, Тревор. «Реакции элементов основной группы с водой». Химия LibreTexts. Получено 9 февраля 2017.
  7. ^ Пилгаард, Майкл. «Бериллий: химические реакции». Таблица стихий Майкла Пилгаарда. Получено 16 февраля 2018.
  8. ^ Кларк, Джим. «Реакции элементов 2-й группы с водой». ChemGuide. Получено 16 февраля 2018.
  9. ^ Ландас, Тревор. «Реакции элементов основной группы с водой». Химия LibreTexts. Получено 16 февраля 2018.
  10. ^ Галлахер, РоузМэри; Инграм, Пол (2009). Руководство по пересмотру IGCSE по химии. Грейт-Кларендон-стрит, Оксфорд OX2 6DP: Oxford University Press. С. 114–115.CS1 maint: location (связь)