网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

碱金属+水,反应酷炫吧?有人偏要设计一款不“爆炸”的!

0
分享至

碱金属与水的反应,估计可能全世界的化学爱好者们都喜欢,这反应通常很剧烈,而且经常会出现类似爆炸的现象,还会点燃反应生成的氢气,肥肠热闹,肥肠好看。



锂与水反应

图片来源:3.bp.blogspot.com



铯与水反应

图片来源:3.bp.blogspot.com

然而在炸裂反应爱好者恨不得把一大坨钠块扔进湖里的同时(请别模仿谢谢……),却有人偏要反其道而行之。



国外网友将钠投掷到湖中

图片来源:i.kinja-img.com

最近就出现了这样一篇论文,专门报告了如何能让碱金属和水的反应能够尽可能不炸裂的实验设计方法……研究者们还用高速摄影拍下了这个反应的过程。

如何让反应不炸裂?

首先,先要说明一下碱金属和水的反应为啥会炸。在反应的早期,实际上氢气不是主要因素,在此前的研究中发现,这个类似爆炸的过程比较可能是与电荷斥力有关,碱金属中的电子进入到周围的水中,形成溶剂化电子,剩下的部分带正电并且彼此排斥。这个被称为“库伦爆炸”(Coulomb explosion)。

而在这里,研究者们想的让反应尽可能不要那么炸裂的方法,主要是减少碱金属与水的接触面积。他们没有直接扔一块金属到水里,而是使用了液态的钠钾合金液滴,并且小心翼翼地把它放置在水面上。另外为了让氢气也不被点燃,所以他们还加入了惰性气体的保护,实验装置是下面这样:


视频里的现象都是怎么回事?

反应不炸裂的好处是,我们能够记录下更多有关这个反应早期现象的细节信息,视频会更容易看得清楚。在视频里,我们可以看到金属液滴在反应中首先把周围变成了蓝色,这个就是上面提到的溶剂化电子了。它的身份也通过光谱得到了证实。

溶剂化电子是自由电子“溶解”于溶液中的一种现象,电子与周围的溶剂分子形成平衡态构型的定域化电子,这种现象时常发生但持续时间很短,难以被直接观察到。碱金属与水反应时,电子浓度偏低则呈现为深蓝色,电子浓度偏高(>3mol)时呈现为铜褐色。

接下来,反应放热让金属液滴进入了红热状态,产生了一些蒸汽。在此之后,可以看到在短暂的时间里,水面上的液滴从金属光泽变成了近乎透明的状态。论文作者认为,这个透明的东西是反应生成的熔融碱金属氢氧化物,红外光谱也证实,它确实符合氢氧化物的特征。这个熔融氢氧化物液滴在水上短暂地稳定存在,可以用莱顿弗罗斯特效应来解释,因为局部温度远高于水的沸点,所以形成了一层蒸汽,减少了水和它的接触。而接下来,这个蒸汽层总有撑不住的时候,氢氧化物还是会与周围的水接触。这些过程的实际时间轴如下:



PS:碱金属与水反应的时候形成一个“透明液滴”的阶段,这个很少有人提到,不过事实上,2014年的时候youtube上的Thoisoi2在一个视频里也记录下了类似的现象,他们的实验方法是在水面上漂浮一张咖啡滤纸,并把钠块放在上面,这可能也起到了控制反应节奏的作用。


酷炫科学 ID:SciencePorn 灵魂译者窗窗的公众号介绍各种“卧槽好棒”的科学小知识和科学趣图


本文来自果壳网,谢绝转载 如有需要请联系sns@guokr.com


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
摊牌不演了!英格兰一看美国领先,18分钟狂进3球,誓要做掉伊朗

摊牌不演了!英格兰一看美国领先,18分钟狂进3球,誓要做掉伊朗

嘴炮体坛
2022-11-30 04:33:28
上海新增社会面7例本土确诊病例和5例无症状感染者,13个区域划为高风险区

上海新增社会面7例本土确诊病例和5例无症状感染者,13个区域划为高风险区

环球网资讯
2022-11-29 18:24:54
明日起,郑州转入常态化疫情防控!当地官宣:无社会面活动人员,不出行可不做核酸!公交地铁全面恢复......

明日起,郑州转入常态化疫情防控!当地官宣:无社会面活动人员,不出行可不做核酸!公交地铁全面恢复......

每日经济新闻
2022-11-30 01:21:31
首都昨晚医疗系统通知了,涉阳者可以居家管理

首都昨晚医疗系统通知了,涉阳者可以居家管理

肖走教授
2022-11-30 00:07:45
21岁女大学生爱上36岁老师,性爱视频被发现后,竟向其妻子下毒

21岁女大学生爱上36岁老师,性爱视频被发现后,竟向其妻子下毒

胖胖侃咖
2022-11-28 20:01:50
伊朗队赢球后,伊朗街头到处都是庆祝的民众,囚犯也得到了释放

伊朗队赢球后,伊朗街头到处都是庆祝的民众,囚犯也得到了释放

历史图鉴
2022-11-29 18:36:59
艾克森洛国富发言,李铁曾经告诉归化球员,你们不能同时出场

艾克森洛国富发言,李铁曾经告诉归化球员,你们不能同时出场

元爸体育
2022-11-30 00:49:14
揭底:张核子只是白手套,核酸帝国背后另有高人

揭底:张核子只是白手套,核酸帝国背后另有高人

阿敏随笔
2022-11-29 21:50:17
估计差不离了、现在再去超市、来得及吗?

估计差不离了、现在再去超市、来得及吗?

逸轩历史
2022-11-29 20:41:37
准备好了吗?因无法研究出对抗新冠病毒的药,可能要长期佩戴口罩

准备好了吗?因无法研究出对抗新冠病毒的药,可能要长期佩戴口罩

历史图鉴
2022-11-29 23:54:34
张姗姗背后,张核子3年建起“核酸帝国”

张姗姗背后,张核子3年建起“核酸帝国”

环球人物杂志
2022-11-29 14:39:20
太牛了!还得是北京!居民要求解封被拒,社区报警遭灵魂拷问

太牛了!还得是北京!居民要求解封被拒,社区报警遭灵魂拷问

苓榇观娱
2022-11-29 21:21:20
电话通知你去隔离怎么办?网友自述经历:一定要对方出示这些文件

电话通知你去隔离怎么办?网友自述经历:一定要对方出示这些文件

西游记者
2022-11-29 16:18:05
直击KTV公主下班现场,脚步虚浮有气无力,不忘和客人联络感情

直击KTV公主下班现场,脚步虚浮有气无力,不忘和客人联络感情

小小爱运动
2022-11-29 22:53:12
阿根廷输给波兰无缘淘汰赛,梅西说再见,你还会看世界杯吗

阿根廷输给波兰无缘淘汰赛,梅西说再见,你还会看世界杯吗

Lisa体育
2022-11-30 03:18:42
财联社11月29日电,中国疾控中心环境所研究员沈瑾表示,如果安装有紫外线或者红外线的家用设备,它是没有按照我们国家规定的消毒产品相关要求开展卫生安全评价...

财联社11月29日电,中国疾控中心环境所研究员沈瑾表示,如果安装有紫外线或者红外线的家用设备,它是没有按照我们国家规定的消毒产品相关要求开展卫生安全评价...

财联社
2022-11-29 15:44:12
“老铁来了!”神舟十四号乘组喜迎神舟十五号乘组

“老铁来了!”神舟十四号乘组喜迎神舟十五号乘组

看看新闻Knews
2022-11-29 21:35:04
奥巴马发言称:其实想要颠覆一个国家并不难,只需要做到以下几点

奥巴马发言称:其实想要颠覆一个国家并不难,只需要做到以下几点

历史图鉴
2022-11-29 23:43:23
世界杯淘汰赛最新对阵出炉!德国战车首次无缘淘汰赛

世界杯淘汰赛最新对阵出炉!德国战车首次无缘淘汰赛

反光镜里看社会
2022-11-29 21:08:06
进球归属尘埃落定!国际足联敲定最终答案,B费失望,C罗也失望了

进球归属尘埃落定!国际足联敲定最终答案,B费失望,C罗也失望了

体坛无名
2022-11-29 20:26:17
2022-11-30 06:10:44
果壳
果壳
科技有意思
21583文章数 4133114关注度
往期回顾 全部

头条要闻

正播世界杯:伊朗VS美国 威尔士VS英格兰

头条要闻

正播世界杯:伊朗VS美国 威尔士VS英格兰

体育要闻

他靠颜值一夜涨粉70万 世界杯超燃双响

娱乐要闻

58岁张曼玉罕见露面 穿碎花裙仍有风韵

财经要闻

科技要闻

里程碑!神十五出征,6名航天员太空“会师”

汽车要闻

比国产更拼的合资7座 扒一扒欧蓝德这颗常青树

态度原创

手机
游戏
时尚
家居
军事航空

手机要闻

小米13/13 Pro同框照曝光:新外形辨识度拉满

小虎和Karsa转会WBG

被金卡戴珊点名批评 Balenciaga陷儿童广告风波遭抵制

家居要闻

斜杠女生打造50平舒适小窝 对卫浴间要求超严苛

军事要闻

为啥说航母是海上机场?一图直观了解

进入关怀模式