III.2.5. Reacția metalelor cu apa

👀 Experiment: Reacția sodiului cu apa
🔥 Atenție! Experiment demonstrativ efectuat numai de către profesor!
🔥 Atenție! Sodiul se poate aprinde în aer!
🔥 Atenție! Se formează hidroxid de sodiu extrem de caustic!
🔥 Atenție! Se formează hidrogen care poate exploda în oxigenul din aer!

Materiale necesare:
Cristalizor, apă, sodiu, fenolftaleină, clește metalic, pâlnie, chibrit.

Descrierea experimentului:

• Pune în cristalizor puțină apă și adaugă câteva picături de fenolftaleină.
• Cu multă grijă taie o bucățică mică de sodiu sub petrol (metalele alcaline, fiind foarte reactive, se păstrează sub petrol).
• Cu un clește pune bucățica de sodiu în apa din cristalizor și acoperă cu pâlnia. Vino cu un băț de chibrit aprins deasupra pâlniei.
• Ce observi ?

  Sodiul reacționează energic cu apa, înroșind fenolftaleina și când apropiem flacăra chibritului de pâlnie, are loc o pocnitură explozivă.

Concluzia experimentului:
Sodiul reacționează la rece și extrem de violent cu apa, cu formare de hidroxid de sodiu – NaOH (a înroșit fenolftaleina) și hidrogen –H₂ (arde cu explozie în aer).

2 Na + 2 H₂O = 2 NaOH + H₂ ↑

👀 Experiment: Reacția magneziului cu apa
🔥 Atenție! când lucrezi cu surse de foc !

Materiale necesare:
Eprubetă, apă, pulbere de magneziu, fenolftaleină, clește de lemn, chibrit, spirtieră, spatulă.

Descrierea experimentului:

• Pune în eprubetă puțină apă și adaugă câteva picături de fenolftaleină.
• Cu spatula pune puțină pulbere de magneziu în apă.
• Cu un clește de lemn ține eprubeta în flacăra spirtierei, rotind-o continuu.
• Vino cu un băț de chibrit aprins deasupra eprubetei
• Ce observi ?

  Magneziul reacționează la cald cu apa, înroșind fenolftaleina și gazul rezultat arde în aer.

Concluzia experimentului:
Magneziul reacționează la cald cu apa, cu formare de hidroxid de magneziu – Mg(OH)₂ (a înroșit fenolftaleina) și hidrogen –H₂ (arde cu flacără în aer).

Mg + 2 H₂O = Mg(OH)₂ + H₂ ↑

👀 Experiment: Reacția aluminiului cu apa
🔥 Atenție! când lucrezi cu surse de foc !

Materiale necesare:
Eprubetă, apă, granulă de aluminiu, fenolftaleină, clește de lemn, chibrit, spirtieră, spatulă.

Descrierea experimentului:

• Pune în eprubetă puțină apă și adaugă câteva picături de fenolftaleină.
• Cu spatula pune puțină pulbere de aluminiu în apă.
• Cu un clește de lemn ține eprubeta în flacăra spirtierei, rotind-o continuu.
• Vino cu un băț de chibrit aprins deasupra eprubetei.
• Ce observi ?

  Aluminiul nu reacționează cu apa, nici la rece, nici la cald.

Concluzia experimentului:
Al(aluminiul) este mai slab reactiv decât Na(sodiul) și Mg(magneziul).

👀 Experiment: Reacția dintre aluminiu activat și apă
🔥 Atenție! când lucrezi cu surse de foc !
🔥 Atenție! Clorura de mercur este toxică!

Materiale necesare:
Pahar Berzelius, soluție de clorură de mercur, o sârmă de aluminiu, clește, eprubetă, stativ pentru eprubete, iar apa necesară va fi preluată din aerul umed din cameră.

Descrierea experimentului:

• Introdu o sârmă de aluminiu într-o eprubetă cu apă.
• Ce observi?

  Aluminiul pur se pasivează în apă prin acoperirea cu o peliculă rezistentă de Al₂O₃. Deci, el nu reacționează cu apa.

• Introdu într-o eprubetă 5 ml clorură de mercur și apoi sârma de aluminiu. Încălzește puțin eprubeta pentru a grăbi reacția.
• Pune eprubeta într-un stativ și așteaptă până când aluminiul se acoperă cu un strat de mercur (reacția este destul de lentă).

Aluminiu formează la rece cu mercurul un aliaj, numit amalgam de aluminiu.

2 Al + 3 HgCl₂ → 3 Hg ↓ + 2 AlCl₃ Al + Hg → Al-Hg (amalgam de aluminiu)

• Scoate sârma din eprubetă cu ajutorul cleștelui metalic, pune-o pe stativ în aer.
• Ce observi după un anumit timp ?

  Pe stratul de mercur de pe sârma de aluminiu apare o substanță albă.

Aluminiul reacționează cu vaporii de apă din aer cu degajare de hidrogen doar amalgamat (aliat cu Hg).

Ecuația reacției chimice :
2 Al (activat cu Hg) + 6 H₂O → 2 Al(OH)₃ + 3 H₂↑

Concluzia experimentului:
Metalele foarte reactive (K, Ca, Na, Mg) și Al activat reacționează cu apa și formează hidroxizi și hidrogen, cele reactive (Zn, Fe, Sn, Pb) formează cu apa oxizi și hidrogen, iar cele mai puțin reactive (Cu, Hg, Ag, Au, Pt) nu reacționează cu apa.

🔦 Observație

O substanță care are caracter amfoter, reacționează atât cu bazele, cât și cu acizii (de exemplu hidroxidul de aluminiu, hidroxidul de zinc etc.).