Помогите плз неспециалисту вопросом

обсуждение теоретических и практических вопросов неорганической химии

Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение lhc » 12 апр 2017, 19:04

Вопросы возможно глупые, но буду очень признателен, если кто поможет разобраться)

Как известно, щелочные металлы реагируют с водой. Еще говорят — «разлагают» воду.

Вот, предположим атом калия попал в воду. Что с ним произойдет дальше? Он при встрече с молекулой воды каким то образом «оторвет» от нее атом водорода, отдав ему свой электрон? Или он отдаст электрон уже присутствующему в воде протону (когда протон случайно «наткнется» на этот атом), который ранее был отщеплен от молекулы воды в результате самодиссоциации воды?

По сути тут два вопроса:
    Будет ли атом щелочного металла отщеплять атом водорода от целой молекулы воды, или восстанавливать "плавающий" в воде ион водорода?
    Должен ли вообще атом калия войти в непосредственный контакт с восстанавливаемым водородом (в составе молекулы воды), т. е. столкнутся с ним?
lhc
 
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 17:02

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение Sitalin » 17 апр 2017, 05:27

Как вы знаете, концентрация ионов водорода в воде (при 20˚С) 1•10-7 моль/дм3. Это относительно не много. При этом, продуктом реакции щелочного металла с водой является щелочь, т.е. образование гидроксильных ионов ОН-. Увеличение гидроксильных ионов снижает концентрацию ионов Н+ в растворе. :write:

Если бы атом щелочного металла, по механизму, взаимодействовал с Н+, то скорость реакции бы снижалась, т.к. концентрация Н+ в процессе реакции падала бы. Но снижения скорости реакции мы не наблюдаем.

Поэтому, по механизму, атом калия взаимодействует именно с молекулой воды. Молекула воды поляризована Нδ+—Оδ--—Нδ+ и в момент реакции разворачивается к атому щелочного металла своим атомом водорода, который и забирает электрон у атома калия, а сам восстанавливается до атомарного водорода. Затем восстановленный атомарный водород объединяется в молекулу.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение lhc » 18 апр 2017, 06:29

Sitalin писал(а):Как вы знаете, концентрация ионов водорода в воде (при 20˚С) 1•10-7 моль/дм3. Это относительно не много. При этом, продуктом реакции щелочного металла с водой является щелочь, т.е. образование гидроксильных ионов ОН-. Увеличение гидроксильных ионов снижает концентрацию ионов Н+ в растворе. :write:

Если бы атом щелочного металла, по механизму, взаимодействовал с Н+, то скорость реакции бы снижалась, т.к. концентрация Н+ в процессе реакции падала бы. Но снижения скорости реакции мы не наблюдаем.

Поэтому, по механизму, атом калия взаимодействует именно с молекулой воды. Молекула воды поляризована Нδ+—Оδ--—Нδ+ и в момент реакции разворачивается к атому щелочного металла своим атомом водорода, который и забирает электрон у атома калия, а сам восстанавливается до атомарного водорода. Затем восстановленный атомарный водород объединяется в молекулу.


Спасибо! Насколько я понимаю, трудно отдельно взятый атом калия поместить в воду) Скорее всего это будет кристалл. А в узлах кристаллических решеток металлов вроде как ионы а не атомы. Взаимодействие происходит именно с полноценными атомами в решетке? (Ну типа, иногда "свободные" электроны из электронного газа на некоторое время все таки "встают" на орбиту)
lhc
 
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 17:02

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение Sitalin » 18 апр 2017, 15:30

Взаимодействие происходит именно с полноценными атомами в решетке?

Взаимодействие происходит с электроном. Электрон от атома, или электронного газа кристалла калия переходит к протону восстанавливая его до атомарного водорода. Если предположить, что в данное мгновение, находясь в кристаллической решетке, атом калия заряжен положительно (т.е. является ионом), а его электрон блуждает где-то по кристаллу или уже перешел к протону, то естественно никакого взаимодействия в контексте данной хим реакции уже не будет. В этом случае, он будет взаимодействовать с молекулами воды по другому - сольватироваться, отрываться от кристалла и уходить в раствор, т.е. растворяться.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение lhc » 18 апр 2017, 16:02

Sitalin писал(а):
Взаимодействие происходит именно с полноценными атомами в решетке?

Взаимодействие происходит с электроном. Электрон от атома, или электронного газа кристалла калия переходит к протону восстанавливая его до атомарного водорода. Если предположить, что в данное мгновение, находясь в кристаллической решетке, атом калия заряжен положительно (т.е. является ионом), а его электрон блуждает где-то по кристаллу или уже перешел к протону, то естественно никакого взаимодействия в контексте данной хим реакции уже не будет. В этом случае, он будет взаимодействовать с молекулами воды по другому - сольватироваться, отрываться от кристалла и уходить в раствор, т.е. растворяться.


Ок, и последний вопросик - может ли какой либо катион из решетки сольватироваться, если еще не один катион водорода не восстановился? Или нужно чтоб хотя-бы один электрон из решетки был "украден" и, условно говоря, решетка имела положительный заряд?
lhc
 
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 17:02

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение Sitalin » 18 апр 2017, 20:34

Да обязательно может и сольватируется - растворяется. Именно таков механизм образования электродного потенциала - см. двойной электрический слой.
Если опустить в воду цинковый стержень, то часть атомов с поверхности металла перейдет в раствор в виде ионов и выстроится вблизи поверхности образуя слой положительно заряженных ионов, а вот в металле останется избыток электронов. Таим образом возникает электродный потенциал. Измерить значение этого потенциала невозможно, но можно выяснить его относительную величину, относительную к потенциалу водородного электрода, принятого за 0. Отсюда и получаются, стандартные электродные потенциалы металлов.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение lhc » 18 апр 2017, 21:30

Sitalin писал(а):Да обязательно может и сольватируется - растворяется. Именно таков механизм образования электродного потенциала - см. двойной электрический слой.
Если опустить в воду цинковый стержень, то часть атомов с поверхности металла перейдет в раствор в виде ионов и выстроится вблизи поверхности образуя слой положительно заряженных ионов, а вот в металле останется избыток электронов. Таим образом возникает электродный потенциал. Измерить значение этого потенциала невозможно, но можно выяснить его относительную величину, относительную к потенциалу водородного электрода, принятого за 0. Отсюда и получаются, стандартные электродные потенциалы металлов.


Т.е., если кусок металла (цинковый стержень) погрузить в чистую воду, а потом через время достать назад - он будет слегка заряжен отрицательно?
lhc
 
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 17:02

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение Sitalin » 20 апр 2017, 10:15

Теоретически да.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Помогите плз неспециалисту вопросом

Сообщение lhc » 20 апр 2017, 14:31

Sitalin писал(а):Теоретически да.

Ок, спасибо!)
lhc
 
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 17:02


Вернуться в Неорганическая химия

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron