Опыты с магнием

Многие окружающие нас металлические предметы поддаются коррозии. И это никого не удивляет, ведь кислород и вода довольно интенсивно взаимодействуют со многими металлами. Но, например, одни это делают быстро и с выделением тепла – практически взрываются – натрий, калий, литий. Другие, такие как железо, окисляются длительное время. А есть еще металлы, которые вроде бы и активны, но по тем или иным причинам реагируют с другими веществами медленнее. К ним относится и магний. Давайте рассмотрим интересные опыты с магнием и попробуем выяснить, почему такое возможно.

Попробуем проделать следующие опыты с магнием. Возьмем немного магниевого порошка и поместим в колбу с водой...

Магний может уже при комнатной температуре разлагать воду по реакции:

2Mg + 2H2O = 2Mg(OH)2 + H2.

В указанной реакции мы наблюдаем образование гидроксида магния, который очень плохо растворяется в воде. Он остается на поверхности металла в виде тонкой пленки, защищающей металл от дальнейшего растворения. Такой или похожий защитный механизм характерен для многих активных металлов, например, для алюминия.

Но попробуем проделать следующие опыты с магнием. Возьмем немного магниевого порошка и поместим в колбу с водой. Далее будем нагревать колбу на спиртовке, предварительно добавив несколько капель спиртового раствора фенолфталеина. В результате нагревания жидкость окрасится в красный цвет. Это означает, что уже небольшое количество гидроксида магния (мене 0,1 мг/л) приводит к тому, что индикатор показывает основную реакцию. Проведенный опыт показывает, что много химических реакций имеют большую чувствительноть.

Но в указанной выше реакции кроме гидроксида магния мы имеем еще и водород, получающийся в результате разложения воды магнием. Так как в чистой воде реакция быстро прекращается из-за образования защитной пленки гидроксида, то нужно так изменить опыты с магнием, чтобы этот защитный слой разрушался. Для этого в воду нужно ввести добавки – небольшое количество кислоты или солей. К таким солям относится, например, хлорид трехвалентного железа или хлорид магния. Чтобы провести опыты с магнием, поместим немного магниевого порошка в несколько широких пробирок. В одну из пробирок вольем воду, в другую – воду с небольшим количеством кислоты, например, уксуса, в третью – воду с растворенной в ней солью хлорида трехвалентного железа или поваренной соли. Будем наблюдать, как в пробирках, где вода подкислена или имеются растворы солей, образуются пузырьки газа, а магний энергично растворяется. Если наполнить узкую пробирку водой и, перевернув, погрузить ее в широкую пробирку, то можно собрать газ, который выделяется во время реакции. Особенно много его образуется в пробирке с подкисленной водой. Если образованный в процессе реакции водород поджечь, то он сгорает спокойно голубым пламенем с образованием воды. Однако, если водород образует смесь с воздухом или кислородом, которую называют еще гремучим газом, то сгорание будет сопровождаться хлопком. Поэтому, проводя опыты с образованием водорода и делая пробу на его наличие с помощью огня, на всякий случай обматывайте пробирку влажной тканью, чтобы не пораниться при возможном взрыве.

Такие опыты с магнием, как и с другими активными металлами, показывают наличие на их поверхности защитной пассивирующей пленки, которая защищает металл от коррозии. Если бы не эта пленка, то изделия из таких металлов, как магний, хром, алюминий и многих других за короткий срок разрушились бы от действия кислорода воздуха или водяного пара.

Инструменты