高速摄像机帮助重新审视一个经典背后的化学课堂演示

菲尔·梅森

下降一个碱金属成水和看它爆炸是一个典型的课堂演示

滴钠成水和看它背后的化学爆炸可能需要重新考虑,根据科学家在捷克共和国。他们说,暴力的反应可能会被触发而不是氢气点火,先前认为的,但是大型金属内的电荷不稳定

碱金属在水中爆炸已实际主要为教师想要显示出挥发性化学学生的力量,与许多解释过程电子离开金属形成氢,然后点燃,产生一个小爆炸。但帕维尔Jungwirth和他的同事们从捷克共和国科学院都不满意这个解释。

有这爆炸行为的一个重要条件,那是您需要确保一个有效的反应物的混合——就像火药、“Jungwirth说。当反应(钠和水之间)开始运行您正在开发氢和蒸汽,实际上这是一个缓冲层,分离反应物,反应应该self-quench,它不应该是爆炸性的。

他继续说,如果你执行典型的高中示范这有时爆炸,有时并不因为条件可能不正确,这暗示了剩余反应物直接接触的重要性产生爆炸。

调查,Jungwirth和他的同事们放弃了钠钾合金液滴成水,看着随后的爆炸在高速相机能够10000帧每秒,允许它被认为比实际时间慢400倍。

他们发现,在300年之后µs在水中,金属树突伸出从下降和皮尔斯蒸汽层。这些峰值为合金的更大的表面积,并允许快速反应与周围的水。这种快速扩张的原因是与电荷,Jungwirth说。

的高中老师将告诉你电子离开金属和他们进入水,”他解释说。但他们没告诉你的是,如果电子离开金属,金属是高度带正电。

通过分子动力学模拟,研究小组显示,合金变得极其不稳定由于过剩的正电荷。电荷互相排斥,导致库仑爆炸,产生峰值研究人员目睹了在成像实验。团队声称这扩张引发了碱金属在水中的暴力行为。

”这是一个有趣的纸,“尼尔·伯恩评论国家中心主任在极端条件下在英国。“它打开的问题。但他补充说,这项研究可能受益于更精致的高速度成像方法:“有很多新的和令人兴奋的技术也可以用,这将使他们的结论更健壮。他也质疑了工作的任何工业(流程)的直接相关。

Jungwirth认为,然而,研究社会未必是他们的主要目标时执行这项工作。我是最高兴如果高中教师得到的消息,”他说。我认为最重要的事情是如果下次执行这个实验中学,它是与适当的解释。我们将尽力传播消息。