Это правда, что магний горит 🔥 даже в углекислом газе?
Давайте вместе в этом разберемся!
И заодно узнаем о физических и химических свойствах магния и, конечно, о том, как его получают!
Физические свойства и получение магния
Это лёгкий металл серебристо-серого цвета.
В природе встречается только в виде соединений, например:
МgSO₄ · 7H₂O - английская (горькая) соль
CaCO₃ · MgCO₃ - карбонат кальция-магния (доломит)
MgCO₃ - карбонат магния (магнезит)
КСl · MgCl₂ · 6H₂O - карналлит
Получение магния
1. Чистый магний получают путём электролиза расплавленного хлорида магния:
МgCl₂ → Мg + Cl₂↑
Это основной способ получения в промышленности!
2. Восстановление прокалённого доломита при температуре 1200–1300 °С:
2(CaO · MgO) + Si = 2Mg + Ca₂SiO₄
3. Карботермический способ получения:
МgO + С = Mg + СО↑
Химические свойства магния
Магний — это активный металл, который обладает способностью восстанавливать другие вещества.
Неудивительно, что он способен гореть в атмосфере углекислого газа!
1. Реакция с оксидом углерода (IV) или углекислым газом.
- магний + углекислый газ = оксид магния + углерод:
2Мg + CО₂ = 2МgО + С
На самом деле, это совсем не горение!
Ведь горение — это реакция с кислородом!
Реакция между магнием и оксидом углерода (IV) является типичным примером восстановительной реакции.
Благодаря сильному сродству к кислороду магний отнимает его у многих оксидов, поэтому зажжённый магний продолжает гореть в атмосфере CO₂, восстанавливая его до свободного углерода!
Поэтому углекислый газ не подходит для тушения горящего магния, хотя, как известно, он не поддерживает горение!
2. Взаимодействие при нагревании с кислородом с образованием оксида магния.
- магний + кислород = оксид магния:
2Мg + O₂ = 2МgO
В ходе этой реакции магний сгорает ярко-белым пламенем, выделяя при этом большое количество тепла!
Горение магния ещё называют «магниевая вспышка»!
3. Взаимодействие со всеми галогенами с образованием соответствующих солей.
Мg + F₂ = МgF₂ - фторид магния
Мg + Сl₂ = МgCl₂ - хлорид магния
Мg + Br₂ = МgBr₂ - бромид магния
Мg + I₂ = МgI₂ - йодид магния
Реакции протекают без нагревания, даже при комнатной температуре!
4. Реагирует при нагревании с серой с образованием сульфида магния:
Мg + S = МgS
5. При нагревании магний вступает в реакцию с азотом, образуя нитрид магния:
3Мg + N₂ = Мg₃N₂
6. Взаимодействие с углеродом с образованием карбида (ацетиленида) магния:
Мg + 2С = МgC₂
Реакция идёт при нагревании!
7. Взаимодействие с кремнием при нагревании с образованием силицида магния:
2Mg + Si = Mg₂Si
8. При нагревании с фосфором магний образует фосфид магния:
3Мg + 2Р = Мg₃Р₂
9. Взаимодействие с водородом происходит сложнее, чем с щелочными или щелочноземельными металлами, и требует не только нагревания, но и высокого давления:
Мg + Н₂ = МgН₂
В результате реакции образуется гидрид магния.
10. Взаимодействие магния с водой.
Чтобы защитная оксидная плёнка магния растворилась, и магний вступил в реакцию с водой, необходимо кипячение.
В результате этой реакции образуется нерастворимое основание гидроксид магния и выделяется газ водород:
Мg + 2H₂O = Мg(OH)₂↓ + H₂↑
Особенно активно магний вступает в реакцию с водяным паром при температуре выше 380 градусов.
Именно поэтому категорически запрещается тушить горящий магний водой — это может привести к взрыву!
11. Магний реагирует с серной кислотой H₂SO₄.
- С разбавленной серной кислотой реагирует по типу замещения с выделением газа водорода и образованием сульфата магния:
Мg + H₂SO₄ (разб) = МgSO₄ + H₂↑
- Реакция с концентрированной серной кислотой может происходить в любых условиях, даже без нагревания.
В результате этой реакции преимущественно выделяется газ сероводород:
4Мg + 5H₂SO₄ (конц.) = 4МgSO₄ + H₂S↑ + 4H₂О
12. Магний реагирует с азотной кислотой HNO₃.
- С разбавленной азотной кислотой:
4Мg + 10HNO₃ (разб.) = 4Мg(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O
- С очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:
4Мg + 10HNO₃ (очень разб.) = 4Мg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
- При взаимодействии магния с концентрированной азотной кислотой могут образовываться различные азотсодержащие соединения.
Например, бесцветные газы N₂O или NO:
4Мg + 10HNO₃ (конц.) = 4Мg(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O
или
3Мg + 8HNO₃ (конц.) = 3Мg(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O
13. Взаимодействие магния с галогеноводородными кислотами с образованием соответствующих солей.
Реакции похожи на взаимодействие магния с разбавленной серной кислотой!
- С соляной кислотой (или хлороводородной):
Мg + 2HCl = МgCl₂+ H₂↑
хлорид магния
- С фтороводородной кислотой (или плавиковой):
Мg + 2HF = МgF₂+ H₂↑
фторид магния
- С бромоводородной кислотой:
Мg + 2HBr = МgBr₂+ H₂↑
бромид магния
- С йодоводородной кислотой:
Мg + 2Hl = Мgl₂+ H₂↑
йодид магния
14. Магний вступает в реакцию с растворимыми солями менее активных металлов, образуя соответствующие соли в процессе замещения:
Мg + CuSO₄ = МgSO₄ + Cu
сульфат магния
Мg + FeCl₂ = МgCl₂ + Fe
хлорид магния
15. Магний вступает в реакцию с кислыми солями с образованием средних солей и газа водорода:
Мg + 2КНSO₄ = МgSO₄ + К₂SO₄ + H₂↑
16. Магний вступает в реакцию с оксидами менее активных металлов по типу замещения:
Мg + ZnO = МgO + Zn
Мg + CuО = МgO + Cu
17. Магний может восстанавливать некоторые неметаллы (кремний, углерод, азот) из их оксидов.
- Уже знакомая нам реакция с оксидом углерода (IV) или углекислым газом:
2Мg + CО₂ = 2МgО + С
- При нагревании магний реагирует с диоксидом кремния, образуя либо чистый кремний, либо силицид магния:
2Mg + SiO₂ = Si + 2MgO
кремний и оксид магния
4Mg + SiO₂ = Mg₂Si + 2MgO
силицид магния и оксид магния
- Взаимодействие магния с оксидом азота (I) с образованием газа азота:
Mg + N₂O = N₂↑ + MgО
18. Взаимодействие магния с сильными окислителями.
- Взаимодействие магния с водными растворами солей нитратов с образованием газа аммиака:
4Mg + КNO₃ + 6H₂O = NH₃↑ + 4Mg(OH)₂↓ + КОН
Внимание!
Mg НЕ реагирует:
- с основаниями, в том числе, и с щелочами
- с амфотерными гидроксидами
- с оксидами более активных металлов
Учите химию и будьте внимательны!
Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤
Подписывайтесь на мой канал https://dzen.ru/ovs_2024?share_to=link, я рада каждому из Вас!
Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!