cuando el magnesio elemental se quema en el aire, se combina con el oxígeno para formar un compuesto iónico llamado óxido de magnesio o mgo. El magnesio también puede combinarse con nitrógeno para formar nitruro de magnesio, mg3n2, y también puede reaccionar con el dióxido de carbono. La reacción es vigorosa y la llama resultante es de un color blanco brillante. en un momento dado, la combustión de magnesio se usó para generar luz en los flashes de fotografía, aunque hoy en día los flashes eléctricos han ocupado su lugar. Sin embargo, sigue siendo una demostración popular en el aula.
recuérdele a su audiencia que el aire es una mezcla de gases; El nitrógeno y el oxígeno son los componentes principales, aunque también están presentes el dióxido de carbono y algunos otros gases.
explique que los átomos tienden a ser más estables cuando su capa más externa está llena, es decir, contiene su número máximo de electrones. El magnesio tiene solo dos electrones en su capa más externa, por lo que tiende a regalarlos; El ion cargado positivamente formado por este proceso, el ion mg + 2, tiene una capa externa completa. El oxígeno, por el contrario, tiende a ganar dos electrones, que llena su capa más externa.
Señale que una vez que el oxígeno ha ganado dos electrones del magnesio, tiene más electrones que protones, por lo que tiene una carga neta negativa. El átomo de magnesio, en contraste, ha perdido dos electrones, por lo que ahora tiene más protones que electrones y, por lo tanto, una carga neta positiva. estos iones cargados positiva y negativamente se atraen entre sí, por lo que se unen para formar una estructura de tipo reticular.
explique que cuando se combinan el magnesio y el oxígeno, el producto, el óxido de magnesio, tiene menos energía que los reactivos. la energía perdida se emite como calor y luz, lo que explica la brillante llama blanca que se ve. la cantidad de calor es tan grande que el magnesio también puede reaccionar con el nitrógeno y el dióxido de carbono, que generalmente son muy poco reactivos.
enseñe a su audiencia que puede averiguar cuánta energía se libera mediante este proceso dividiéndolo en varios pasos. el calor y la energía se miden en unidades llamadas julios, donde un kilojoule es de mil julios. la vaporización de magnesio a la fase gaseosa toma aproximadamente 148 kj / mol, donde un mol es de 6,022 x 10 ^ 23 átomos o partículas; ya que la reacción involucra dos átomos de magnesio por cada molécula de oxígeno o2, multiplique esta cifra por 2 para obtener 296 kj gastados. ionizar el magnesio toma 4374 kj adicionales, mientras que romper el o2 en átomos individuales toma 448 kj. añadiendo los electrones al oxígeno toma 1404 kj. sumar todos estos números le da 6522 kj gastados. todo esto se recupera, sin embargo, por la energía liberada cuando los iones de magnesio y oxígeno se combinan en la estructura de la red: 3850 kj por mol o 7700 kj para los dos moles de mgo producidos por la reacción. El resultado neto es que la formación de óxido de magnesio libera 1206 kj para dos moles de producto formado o 603 kj por mol.
este cálculo no te dice lo que realmente está sucediendo, por supuesto; El mecanismo real de la reacción involucra colisiones entre átomos. pero te ayuda a entender de dónde proviene la energía liberada por este proceso. La transferencia de electrones del magnesio al oxígeno, seguida de la formación de enlaces iónicos entre los dos iones, libera una gran cantidad de energía. La reacción implica algunos pasos que requieren energía, por supuesto, por lo que debe suministrar calor o una chispa desde un encendedor para arrancarlo. Una vez que lo ha hecho, libera tanto calor que la reacción continúa sin ninguna otra intervención.
propina
Si está planeando una demostración en el aula, recuerde que quemar magnesio es potencialmente peligroso; Esta es una reacción de alto calor, y el uso de un dióxido de carbono o un extintor de agua en un fuego de magnesio en realidad lo empeorará.