Вещества, реагирующие с водой [1], - это вещества, которые самопроизвольно вступают в химическую реакцию с водой, так как они обладают сильно восстановительной природой. [2] Известные примеры включают щелочные металлы , натрий через цезий , и щелочноземельные металлы , магний через барий .
Некоторые реагирующие с водой вещества , такие как металлоорганические соединения и серная кислота, также являются пирофорными , и их следует хранить вдали от влаги. Необходимо использовать кислотостойкие перчатки и защитную маску, с которыми следует обращаться в вытяжных шкафах. [3]
Такие вещества классифицируются как R2 в системе классификации ООН и как опасность 4.3 Министерством транспорта США . В белом квадрате огненного алмаза NFPA 704 они обозначены как «W̶».
Все химические вещества , которые реагируют энергично с водой или высвобождают токсичный газ при контакте с водой, отражаются на их опасный характер в «Списке разрешенных поставок,» [4] или список веществ , охватываемый международным законодательством об основных опасностях [5] много из которых обычно используются в производственных процессах.
Щелочных металлов
В щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr и) являются наиболее химически активных металлов в периодической таблице - все они энергично или даже взрывным реагируют с холодной водой, что приводит к смещению водорода.
Металл группы 1 (M) окисляется до ионов металла , а вода восстанавливается до газообразного водорода (H 2 ) и гидроксид-иона (OH - ), что дает общее уравнение:
- 2 M (s) + 2 H 2 O (l) ⟶ 2 M + (водн.) + 2 OH - (водн.) + H 2 (g) [6]
Металлы группы 1 или щелочные металлы становятся более активными в более высокие периоды таблицы Менделеева.
Щелочноземельные металлы
Щелочноземельные металлы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba и Ra) являются вторыми наиболее химически активными металлами в периодической таблице, и, как металлы группы 1, обладают повышенной реакционной способностью в более высокие периоды. Бериллий (Be) - единственный щелочноземельный металл, который не реагирует с водой или паром , даже если металл нагревается до красного тепла. [7] Кроме того, бериллий имеет стойкий внешний оксидный слой, который снижает его реакционную способность при более низких температурах.
Магний незначительно реагирует с водой, но активно горит паром или водяным паром с образованием белого оксида магния и газообразного водорода:
- Mg ( тв ) + 2 H 2 O (г) ⟶ MgO (тв) + H 2 (г)
При взаимодействии металла с холодной водой образуется гидроксид металла. Однако, если металл реагирует с паром, например магний, оксид металла образуется в результате расщепления гидроксидов металлов при нагревании. [8]
Гидроксиды кальция, стронция и бария лишь слабо растворимы в воде, но производят достаточное количество гидроксид-ионов, чтобы сделать среду основной , что дает общее уравнение:
- M (s) + 2 H 2 O (l) ⟶ M (OH) 2 (водн.) + H 2 (г) [9]
Ряд реакционной способности металлов
| Порядок реактивности | Металл | Реакции с водой или паром |
|---|---|---|
| наиболее реактивный | калий (К) | очень бурная реакция с холодной водой |
| Второй самый реактивный | натрий (Na) | бурная реакция с холодной водой |
| Третий самый реактивный | кальций (Ca) | менее бурная реакция с холодной водой |
| наименее реактивный | магний (Mg) | медленная реакция с холодной водой, энергичная с горячей водой |
утюг с паром
- Если металлы реагируют с холодной водой, образуются гидроксиды .
- Металлы, вступающие в реакцию с паром, образуют оксиды .
- Водород всегда образуется, когда металл вступает в реакцию с холодной водой или паром. [10]
 | Эта статья о химии незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |
Рекомендации
- ^ "MSDS HyperGlossary: Metal Reactive" . Interactive Learning Paradigms Incorporated . Проверено 10 мая 2007 .
- Перейти ↑ Raymond, Chang (2010). Химия (PDF) (десятое изд.). Америка, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 897-898. ISBN 0077274318 . Проверено 27 февраля 2018.
- ^ Университет Айовы. «Реактивные химикаты» . Здоровье и безопасность окружающей среды . Проверено 2 марта 2018 .
- ^ Куинн, диджей; Дэвис, Пенсильвания (2003). "МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫПУСКОВ ВОДОРЕАКТИВНЫХ ХИМИКАТОВ" (PDF) . Серия симпозиумов . 149 . Проверено 25 февраля 2018 года .
- ^ Капиас, Т; Гриффитс, РФ (2001). REACTPOOL: новая модель аварийного выброса химикатов, реагирующих с водой (PDF) . Корона. ISBN 0-7176-1995-8. Проверено 25 февраля 2018 года .
- ^ Ландас, Тревор. «Реакции элементов основной группы с водой» . Химия LibreTexts . Проверено 9 февраля +2017 .
- ^ Пилгаард, Майкл. «Бериллий: химические реакции» . Таблица элементов Майкла Пилгаарда . Проверено 16 февраля 2018 .
- ^ Кларк, Джим. «Реакции элементов 2-й группы с водой» . ChemGuide . Проверено 16 февраля 2018 .
- ^ Ландас, Тревор. «Реакции элементов основной группы с водой» . Химия LibreTexts . Проверено 16 февраля 2018 .
- ^ 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 ( ссылка )
