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마그네슘이 공기 중에서 연소되면 산소와 결합하여 마그네슘 산화물 또는 MgO라고하는 이온 화합물을 형성합니다. 그것은 질소와 결합하여 아질산 마그네슘, Mg3N2를 형성 할 수 있으며, 또한 이산화탄소와 반응 할 수 있습니다. 반응이 강하고 결과 불꽃은 흰색입니다. 그것은 사진 카메라의 섬광에 사용되는 빛을 생성하기 위해 마그네슘의 연소를 사용 했었지만, 오늘날 전구가 이곳을 대신했습니다. 그러나 이것은 교실에서 흔히 볼 수있는 데모입니다.

지침

예전에는 마그네슘 연소로 인해 카메라 플래시가 깜박였습니다. (Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images)

1. 공기는 주로 질소와 산소로 구성된 가스의 혼합물이라는 것을 청중에게 상기시켜주십시오. 그것은 또한 이산화탄소와 다른 가스를 포함하고 있습니다.

2. 원자는 외부 층이 완성되었을 때, 즉 가능한 한 많은 전자를 가지고있을 때보다 안정적인 경향이 있다고 설명한다. 마그네슘에는 단지 2 개가있다; 그러므로, 화학 반응에 그들을 "빌려주는"경향이있다. 이 과정에서 생성 된 양이온 인 Mg + 2는 완전한 외부 층을 가지고 있습니다. 이미 산소는 외부 층을 완성하기 위해 2 개의 전자를 얻는 경향이있다.

3. 산소가 마그네슘으로부터이 두 전자를 얻었을 때 양성자보다 더 많은 전자를 가지게되고 음전하를 낳는다는 것을 설명하십시오. 2 개의 전자를 잃은 마그네슘 원자는 이제 더 많은 양성자를 가지고있다. 따라서 양전하를 띤다. 이 반대로 하전 된 이온들은 모여서 격자와 같은 구조를 형성한다.

4. 마그네슘과 산소의 조합으로 생성물 인 마그네슘 산화물은 반응물보다 에너지가 적다는 것을 설명하십시오. 잃어버린 에너지는 열과 빛으로 방출되어 밝은 흰색 불꽃을 볼 수 있습니다. 열의 양은 마그네슘이 종종 질소와 이산화탄소와 반응 할 수 있으며, 이는 종종 매우 반응 적이 지 않습니다.

5. 대중에게 공정에서 방출되는 에너지의 양을 여러 단계로 나누어서 발견 할 수 있음을 설명하십시오. 열과 에너지는 줄 (joule)이라고 부르는 단위로 측정되며, 1 킬로 줄은 1,000 줄과 같습니다. 기상을 위해 증발 된 마그네슘은 148 kJ / mole을 사용하며, 여기서 mole은 6,022 x 10 원자의 원자 또는 입자이다. 반응은 산소 O2의 각 분자에 대해 2 개의 마그네슘 원자를 포함하기 때문에 296kJ의 비용에 도달하기 위해 2를 곱한다. 마그네슘 이온화는 4374 kJ를 더 사용하는 반면 개별 원자의 O2는 448 kJ를 사용합니다. 전자를 산소에 첨가하기 위해, 1404 kJ가 사용된다. 이 모든 숫자를 더하면 6522kJ의 비용이 발생했다. 그러나이 모든 것은 마그네슘과 산소 이온이 격자 구조로 결합 할 때 방출되는 에너지에 의해 회복됩니다 : 반응에 의해 생성 된 3850 kJ / mole 또는 7700 kJ / 2 mol의 MgO. 그 결과 산화 마그네슘의 형성은 1206 kJ / 2 몰의 성형 된 생성물 또는 603 kJ / mole을 방출한다.

   
   

   이 계산은 실제로 일어나고있는 것을 말하지 않고, 실제 반응 메커니즘은 원자 들간의 충돌을 포함합니다. 그러나이 과정에서 방출되는 에너지의 출처를 이해하는 것이 도움이됩니다. 마그네슘에서 산소로의 전자의 이동과 이온 사이의 이온 결합의 형성은 많은 에너지를 방출한다. 물론 반응은 에너지를 필요로하는 몇 가지 단계를 필요로합니다. 이는 몇 가지 가열의 필요성을 정당화하거나 공정을 시작하기 위해 더 가볍게 발화시키는 것입니다. 일단 이것이 완료되면 방출 된 열은 너무 커서 반응이 더 이상 개입하지 않고 계속 될 것입니다.

어떻게

• 시연을 계획하고 있다면 마그네슘의 연소가 잠재적으로 위험하다는 것을 기억하십시오. 반응은 많은 열기를 방출합니다. 따라서이 불꽃에 이산화탄소 나 물을 사용하는 소화기를 사용하면 실제로 상황이 악화됩니다.

필요한 것

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