Reakcja Sodu z Wodą Destylowaną: Szczegółowy Opis
- Szczegóły
W dzisiejszym artykule zajmiemy się reakcją sodu z wodą destylowaną. Chemia zna wiele rodzajów wód, ale woda sodowa nie jest roztworem sodu ani sody.
Właściwości i Reakcje Wodorotlenków
Wodorotlenki to związki chemiczne o stałym stanie skupienia, zbudowane z kationów metalu i anionów wodorotlenkowych. Jony te przyciągają się w wyniku działania sił elektrostatycznych, tworząc sieć krystaliczną. Wartościowość grupy wodorotlenowej zawsze równa się I.
Ogólny wzór wodorotlenków metali jednowartościowych:
Ogólny wzór wodorotlenków metali:
Nazwy wodorotlenków powstają przez dodanie do słowa „wodorotlenek” nazwy pierwiastka tworzącego dany związek (w dopełniaczu). Jeżeli metal tworzy dwa wodorotlenki, to do nazwy dodaje się w nawiasie cyfrę rzymską określającą wartościowość metalu, np. Jeśli metal tworzy jeden wodorotlenek, wartościowość metalu w nazwie się pomija.
Przeczytaj także: Proces Zmiękczania Wody
Wskaźniki: Obserwacja Zmian
O tym, że badane związki mają odmienne właściwości, można się przekonać, używając substancji zwanych wskaźnikami. Ich działanie pod wpływem innych substancji polega na tym, że w łatwy do zaobserwowania sposób zmieniają zabarwienie. Dzięki temu możemy stwierdzić, czy w badanej próbce jest interesująca nas substancja.
W życiu codziennym również spotykamy wskaźniki. Herbata, do której dodamy sok z cytryny, zmienia pod jego wpływem zabarwienie na jaśniejsze. Podobnie, gdy do soku z buraków dodamy sok z cytryny (kwas cytrynowy) lub ocet (kwas octowy), barwnik tego soku pod wpływem kwasów przyjmie intensywny czerwony kolor.
Wskaźnikiem zmieniającym zabarwienie w roztworach wodnych, do których dodamy metale i tlenki metali (z utworzeniem nowego związku chemicznego - wodorotlenku), jest m.in. wywar z czerwonej kapusty.
Wskaźnikiem lub indykatorem nazywamy substancję, za pomocą której możemy wykryć inną substancję, np. w wyniku zmiany barwy.
Doświadczenie: Reakcja Sodu z Wodą
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl prezentuje eksperyment. Kolejno pokazywane są z bliska zlewka z wywarem z czerwonej kapusty, trzy kawałki metalicznego sodu w szalce Petriego, krystalizator z wodą, pęseta i kroplomierz. Demonstrator kroplomierzem nabiera wywar z czerwonej kapusty i dodaje go do wody w krystalizatorze. W kolejnym ujęciu woda ma już intensywnie czerwonawy kolor.
Przeczytaj także: Eksperymenty z Wodą Gazowaną i Solą
Demonstrator pęsetą bierze jeden kawałek sodu z szalki i wrzuca go do wody. Sód zaczyna gwałtownie reagować, pojawia się na nim jasny punktowy płomień. Jednocześnie stopniowo zmianie ulega barwa wody w naczyniu, która z fioletowej przechodzi w brązowawą, a następnie w zielonkawą. Następuje zmiana ujęcia, pokazana zostaje zawartość krystalizatora po zakończeniu reakcji. Woda ma intensywnie zielony kolor.
Sód i potas gwałtownie reagują z wodą, wydziela się bezbarwny gaz, a otrzymany roztwór barwi wywar z czerwonej kapusty na zielono.
Równanie reakcji:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
sód + woda → wodorotlenek sodu + wodór
Powstaje zasadowy roztwór wodorotlenku sodu.
Przeczytaj także: Pij Wapno i Zyskaj
2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
potas + woda → wodorotlenek potasu + wodór
Powstaje zasadowy roztwór wodorotlenku potasu.
Aplikacja interaktywna pozwala sprawdzić działanie wody na niektóre metale. W górnej części okna znajduje się polecenie tekstowe: Do probówki z wodą z dodatkiem kilku kropel fenoloftaleiny wrzuć kawałek sodu, opiłki magnezu lub miedzianą blaszkę. Obserwuj zachodzące zmiany. W przypadku ich braku podgrzej zawartość probówki. Za pomocą zapalonej zapałki zidentyfikuj wydzielający się gaz.
Poniżej, w centralnym obszarze okna aplikacji znajduje się grafika przedstawiająca palnik gazowy nad którym wisi probówka z niebieską cieczą. Po lewej stronie znajdują się trzy ikony ustawione w kolumnie. Na każdej z nich jest rysunek metalu oraz podpis. Kolejno od góry są to: sód, magnez i miedź. Kliknięcie wybranej powoduje wywołanie animacji wrzucenia danego kawałka metalu do probówki.
W przypadku sodu reakcja rozpoczyna się natychmiast, zawartość probówki zmienia kolor na fioletowy, pojawiają się pęcherzyki gazu. Obok próbówki pojawia się napis: woda plus fenoloftaleina plus nafta, aby reakcja przebiegła spokojnie. W przypadku magnezu nic się nie dzieje, ale kliknięcie palnika, co powoduje jego zapalenie powoduje podobny efekt: wydziela się w probówce gaz, zawartość zmienia kolor na fioletowy, a po prawej stronie pojawia się zapis woda plus fenoloftaleina. W przypadku miedzi żadna reakcja nie zachodzi, również po włączeniu palnika.
Ostatnią czynnością do przeprowadzenia po wrzuceniu do probówki metalu oraz ewentualnym włączeniu palnika jest kliknięcie ikony zapałki znajdującej się pomiędzy ikonami metali, a palnikiem. Powoduje to wyświetlenie animacji przeniesienia zapałki nad probówkę. Efekt zależy od tego, co wrzuciło się do probówki. W przypadku sodu słychać wyraźne pyknięcie charakterystyczne dla eksplodującego wodoru i po prawej stronie okna aplikacji pojawia się zapis reakcji 2Na plus 2H2O daje w efekcie 2NaOH plus H2 w postaci gazowej.
W przypadku magnezu przy włączonym palniku również słychać wyraźne pyknięcie charakterystyczne dla eksplodującego wodoru i po prawej stronie okna aplikacji pojawia się zapis reakcji Mg plus 2H2O daje w efekcie Mg(OH)2 plus H2 w postaci gazowej. W przypadku miedzi nie ma pyknięcia i pojawia się zapis Cu plus H2O reakcja nie zachodzi.
Wodorotlenki otrzymuje się w wyniku reakcji metali aktywnych z wodą (metali z 1. oraz 2. grupy układu okresowego, z wyjątkiem berylu). W ich wyniku powstają zasady (wodne roztwory wodorotlenków) i wydziela się wodór.
metal aktywny + woda → wodorotlenek + wodór↑
Litowce reagują z wodą gwałtowniej niż berylowce. Magnez reaguje z wodą w podwyższonej temperaturze. W obrębie grupy aktywność metali rośnie ze wzrostem liczby atomowej (związane jest to z odległością elektronów walencyjnych od jądra). Metale innych grup układu okresowego (np. miedź) są mniej aktywne i nie reagują z wodą.
Reakcja Tlenków Metali Aktywnych z Wodą
Niewielka ilość tlenku wapnia rozpuszcza się w wodzie, a reszta opada na dno. W wyniku reakcji wydziela się ciepło - jest to reakcja egzoenergetyczna. Po dodaniu fenoloftaleiny roztwór zmienia zabarwienie na malinowo. Powstaje zasadowy roztwór wodorotlenku wapnia:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Aplikacja interaktywna pozwala sprawdzić działanie wody na niektóre tlenki metali. W górnej części okna znajduje się polecenie tekstowe: Do probówki z wodą z dodatkiem kilku kropel fenoloftaleiny wsyp tlenek sodu, tlenek magnezu lub tlenek miedzi dwa. Obserwuj zachodzące zmiany.
Poniżej, w centralnym obszarze okna aplikacji znajduje się grafika przedstawiająca probówkę z niebieską cieczą podpisaną Woda plus fenoloftaleina. Po lewej stronie znajdują się trzy ikony ustawione w kolumnie. Na każdej z nich jest rysunek kupki białego, a w przypadku ostatniej ikony czarnego proszku oraz podpis. Kolejno od góry są to: tlenek sodu, tlenek magnezu oraz tlenek miedzi. Kliknięcie wybranej powoduje wywołanie animacji wrzucenia danej substancji do probówki oraz wymieszania jej za wodą za pomocą szklanej bagietki.
W przypadku tlenków sodu i magnezu powoduje to zmianę koloru zawartości probówki na fioletowy i zniknięcie z probówki wrzuconego proszku. W przypadku tlenku miedzi dwa do żadnej reakcji nie dochodzi, o czym informuje również napis po prawej stronie probówki. Zarówno po wrzuceniu do probówki tlenku sodu, jak i po wrzuceniu tlenku magnezu i odegraniu animacji po prawej stronie pojawia się sumaryczny i modelowy, czyli rysunkowy zapis reakcji. Dla tlenku sodu jest to równanie Na2O plus H2O daje w efekcie 2 NaOH. Dla tlenku magnezu jest to równanie MgO + H2O daje w efekcie Mg(OH)2.
Drugim sposobem otrzymywania wodorotlenków jest działanie tlenków metali aktywnych (należących do 1. oraz 2. Roztwory wodorotlenków łatwo rozpuszczalnych w wodzie (wszystkie wodorotlenki metali z 1.
Podsumowanie
Reakcja sodu z wodą destylowaną jest procesem egzotermicznym, w wyniku którego powstaje wodorotlenek sodu i wodór. Reakcję można zaobserwować poprzez zmianę barwy wskaźników, takich jak wywar z czerwonej kapusty lub fenoloftaleina.
tags: #reakcja #sodu #z #wodą #destylowaną #opis
