Магній

Відіш Денис, учень 8 класу і активний гуртківець –«хімікус»  дослідив властивості магнію.

 -Денис, чому тебе зацікавив саме цей елемент – Магній?
-Вивчаючи властивості речовин різних класів я дізнався, що існує група лужноземельних елементів, до якої належать елементи ІІ групи головної підгрупи: Ra, Ba, Sr, Ca. Об’єднує їх те, що прості речовини, утворені цими елементами, надзвичайно активні, реагують з водою за звичайних умов, утворюючи луги. Тому лужноземельні метали зберігають у вакуумі або під шаром гасу. Магній же, перебуваючи в одній підгрупі з цими елементами, чудово зберігається на відкритому повітрі, стружка магнію з водою за звичайних умов не взаємодіє. В багатьох книжках (наприклад, в моїй улюбленій «Аванті+») магній не відносять до родини лужних металів. А ось в нашому підручнику за 8 клас про магній говорять як про лужноземельний елемент, оговорюючи, що магній гідроксид до лугів не належить (підручник Попеля П.П., 8 клас, стор. 126). Ось я і вирішив на практиці ознайомитися з властивостями магній. Крім того, це надзвичайно цікавий метал в плані піротехнічних властивостей!

 Свої дослідження Денис проводив в хімічній  лабораторії  ліцею, а результати  захистив на  міському етапі Малої Академії наук.

Про фізичні властивості магнію можна легко дізнатись з будь-який джерел, наприклад, з Вікіпедії.  А ось несподіванкою для Дениса виявилось те, що стружка і порошок магнію виглядають абсолютно по-різному (власне, як і більшість речовин в подрібненому стані ):

Ліворуч- стружка магнію, праворуч - порошок магнію

Магній горить сліпучо-білим полум’ям:

Так горить магній

Після горіння утворився порошок білого кольору – магній оксид.

2Mg+O₂=2MgO

В результаті горіння магнію утворюється оксид

Магній – дуже активна речовина, реагує навіть з таким інертним газом як азот. При горінні магнію в повітрі взаємодія магнію з азотом. Утворився магній нітрид:   3Mg+N₂=Mg₃N₂  

 Перевіримо на наявність Mg₃N₂  білий порошок, який отримали після спалювання:  А) Змішаємо цю речовину з водою

Б) Після змішування можна було відчути слабкий, але характерний запах аміаку. Отже, в білому порошку, що утворився при згорянні магнію, є магній нітридMg₃N₂, бо при змішуванні нітриду магнію з водою утворюється магній гідроксид і аміак: Mg₃N₂+H₂O=Mg(OH)₂+NH₃↑

Оксид магнію не впливає на хід цієї реакції, бо з холодною водою не реагує.

Для того щоб виявити магній гідроксид Mg(OH)₂, ми використали індикаторний папірець, а також фенолфталеїн. Магній гідроксид, як речовина, що частково розчиняється у воді, забарвила індикаторний папір в синій колір, а фенолфталеїн – у малиновий. Отже, це свідчить про те, магній гідроксид – слабкий луг. При нагріванні ж порошок магній оксиду реагує з водою набагато краще, забарвлення фенолфталеїну стає більш інтенсивного малинового кольору.  MgO+H₂O=Mg(OH)₂

Утворення магній гідроксиду при взаємодії оксиду магнію з водою

Ця реакція дає підстави об’єднати магній з лужноземельними металами.

Стружка магнію з холодною водою практично не реагує (перевіряємо розчином фенолфталеїну – зміни кольору немає. При кип’ятінні стружки магнію з водою спостерігаємо слабке виділення газу (водню) та слабке забарвлення фенолфталеїну в рожевий колір. Рівняння реакції:

  Mg+H₂O=Mg(OH)₂

Візьмемо замість стружки порошок магнію. Вже навіть без нагрівання розчин в присутності фенолфталеїну забарвився в рожевий колір.

Порошок магнію реагує з водою навіть за звичайних умов

Отже, порошок магнію реагує з водою вже за звичайних умов з утворенням слаборозчинної основи – гідроксиду магнію. Це також дає підстави до віднесення магнію до природної родини  лужноземельних металів. При нагріванні порошок магнію починає реагувати дуже активно, спостерігаємо виділення пухирців водню. Навіть нам вдалось зібрати водень , що виділився в результаті цієї хімічної реакції. При підпалюванні він згорів з характерним хлопком.

 Горіння магнію у вуглекислому газі

 (1) Добуваємо вуглекислий газ за допомогою реакції взаємодії крейди (CaCO₃) та сульфатної кислоти:

      CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+CO₂+H₂O

 Газовідвідну трубку опускаємо вниз і спрямовуємо в колбу. Вуглекислий газ CO₂  буде накопичуватися, витісняючи повітря.

 (2) Перевіряємо що в колбі дійсно вуглекислий газ алаючою скіпкою (якщо швидко гасне то там CO₂;  якщо ні - то ще раз добуваємо CO₂). Закриваємо щільно колбу.

(3) Беремо магній і підпалюємо його

(4) Швидко кладемо магній в пробірку і закриваємо її.

Ми можемо спостерігати, як горить магній у вуглекислому газі .

2Mg+CO₂=2MgO+C

Магній горить у вуглекислому газі!

Після згоряння магнію у вуглекислому газі ми отримали оксид магнію (білого кольору) і на стінках колби - вуглець(чорного кольору).

Результат горіння магнію у вуглекислому газі - магній оксид та вуглець

А ще магній горить у водяник парах. Отже, гасити магній водою не можна.
Подивіться відео "Магній горить у воді":