warum brennen alkalimetalle bei wasserkontakt?
wenn man alkalimetalle(z.b. lithium, natrium) auf wasser schmeißt, fangen diese ja an zu brennen/explodieren. warum? ich weiß nur dass bei der reaktion de alkalimetalle zu kationen werden OH- und H2 entsteht, aber wieso fangen die dann an zu brennen? wird der wasserstoff entzündet? wenn ja, wie/durch was? und wieso steigt die "explosionsrate" mit steigender ordnungszahl der metalle?
4 Antworten
Es ist eine exotherme Reaktion und das Metall wird so heiß, dass es sich entzündet. Das H2, dass dadurch frei wird, entzündet sich auch
Zunächst mal ein Einwand: Lithium entzündet sich unter diesen Bedingungen nicht, die anderen schon.
Grundsätzlich brennen ja so gut wie alle Metalle, aber sie brauchen hohe Temperaturen, um Feuer zu fangen (oder sie müssen sehr fein pulverisiert sein). Natrium, Kalium & Co sind die reaktionsfähigsten Metalle überhaupt, daher brennen sie bereits bei niedrigeren Temperaturen.
2 Na + 2 H₂O ⟶ NaOH + H₂
Diese Reaktion läuft sofort ab, wenn Natrium mit Wasser in Berührung kommt. Dabei wird viel Energie frei, die das Natrium aufheizt. Wenn es sene Energie nicht abgeben kann (z.B., indem es über die Wasseroberfläche flutscht), dann wird es sehr rasch so heiß, daß es zu brennen beginnt. Bei Kalium würde selbst das Flutschen nichts helfen, das brennt auf jeden Fall.
Die Alkalimetalle entzünden sich in der Regel bei Kontakt mit Wasser selbst, da die Reaktion selber stark exotherm ist.
Diese frei werdende Energie (in Form von Wärme) reicht aus um den Wasserstoff, welcher ebenfalls gebildet wird, zu entzünden.
Dass die Alkalimetalle von oben nach unten tendenziell heftiger reagieren, kannst du dir gut über den Aufbau des Atoms erklären. Bei einem großen Atom (Rubidium, Caesium) sind die Valenzelektronen weiter vom Kern entfernt als die Valenzelektronen bei einem kleineren Atom (Natrium). Deswegen werden sie vom Kern auch weniger stark angezogen und können viel leichter abgegeben werden.
Brennen tun nicht alle ... aber die Ursache ist einfach die enorme Energie, die bei der Reaktion mit Wasser frei wird.