скорость реакции Me+H2O

[selyakov]

Есть такой вопрос на к/р -  Скорость образования водорода в реакции, схема которой :

    2Ме + 2Н₂О = 2МеОН + Н₂ , если металлы взяты в последовательности: Na, K, Li:

    1) возрастает;    2) не изменяется;     3) убывает.

 

Если смотреть по ряду активности (напряжений) металлов, то Li наиболее активный металл, и скорость реакции будет наибольшей.

 

Но с другой стороны по таблице Менделеева, ниже всех расположен К, а значит радиус атома больше, и он легче отдает свой электрон, т.е. K более сильный восстановитель?

И также по информации из Интернета (видео опытов ), калий наиболее активно взаимодействует с водой, по сравнению с литием и натрием.

С каким металлом скорость реакции с водой будет большей?

 

И почему тогда порядок в ряду активности Li - Cs-Rb-К- Na отличается от таблицы Менделеева Cs-Rb-K-Na- Li.  ?

 

Спасибо за ответ...

 

 

[Paul_S]

Это объяняют высокой теплотой гидратации ионов лития. Вот, например, ответ из mail.ru:

 

Ольга Кузнецова, 9 лет назад
 
СЛЕДУЕТ РАЗЛИЧАТЬ
АКТИВНОСТЬ МЕТАЛЛОВ В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ (здесь достаточно учесть положение металла в ПС Д. И. Менделеева) и
ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ!

Электрохимический ряд активности металлов справедлив ТОЛЬКО для водных растворов

Действительно стандартные электродные потенциалы увеличиваются в ряду: Li < K < Rb < Cs < Ba < Ca < Na < Mg < Al < Mn < Cr < Zn < Fe < Cd < Co < Ni < Sn < Pb < H2 < Cu < Ag < Hg < Pt < Au.

У ЛИТИЯ самое низкое значение стандартного электродного потенциала

Как видно, литий "обогнал" значительно более активные щелочные металлы.
В чём тут дело?
Объясняется это тем, что значение стандартного электродного потенциала зависит от нескольких процессов:
- атомизации металла с полным разрушением его кристаллической структуры,
- ионизации атомов металла в газовой фазе,
- перехода ионов металла в водный раствор, сопровождающегося гидратацией ионов металла.

И здесь, как у многоборцев, побеждает тот, кто наберёт наибольшую сумму баллов, а она зависит как от размера иона, так и от его заряда.

Сравним, например, литий и натрий.
По энергии атомизации (159 и 108 кДж/моль соответственно) впереди - натрий: для его испарения требуется меньше энергетических затрат.
Меньше энергии необходимо и для ионизации натрия - 496 кДж/моль (для лития - 521 кДж/моль) .
Но зато при гидратации маленький ион лития резко вырывается вперёд: при гидратации ионов Li+ выделяется 531 кДж/моль, а ионов Na+ - "всего" 423 кДж/моль.
По сумме "троеборья" литий занимает первое место: его растворение в воде энергетически более выгодно (на 32 кДж/моль) , чем растворение натрия:
для лития 159 + 521 - 531 = 149 (кДж/моль) , а
для натрия 108 + 496 - 423 = 181 (кДж/моль)

 

Или вот здесь то же самое говорится.

Но у меня это все равно всегда вызывало недоумение. Бросать литий в воду вполне безопасно, в отличие от любого другого щелочного металла. Наверное, он не знает о своей высокой энергии гидратации 

[Электрофил]

Литий при реакции с водой не плавится и площадь контакта не возрастает, как если большой кусок натрия в лужу. Думаю поэтому литий реагирует спокойней.

[chemister2010]

Ответы на вопрос сформулированы безграмотно. Автор задачи не знал химию. Видимо атор задачи считает, что с уменьшением электродного потенциала скорость реакции будет возрастать и литий будет самым активным.

Реально активность реакции с водой идет в порядке K > Na > Li и связана больше с температурами плавления металлов, а не с их электродными потенциами.

 

[avg]

29 минут назад, chemister2010 сказал:

 

Реально активность реакции с водой идет в порядке K > Na > Li и связана больше с температурами плавления металлов, а не с их электродными потенциами.

 

Но между К и Na особой разницы емнип нет?

[chemister2010]

6 минут назад, avg сказал:

Но между К и Na особой разницы емнип нет?

 

Калий активнее. Он почти сразу с водой загорается, а натрию обычно поплавать нужно, чтоб нагреться до температуры плавления.

[yatcheh]

18 часов назад, Paul_S сказал:

Но у меня это все равно всегда вызывало недоумение. Бросать литий в воду вполне безопасно, в отличие от любого другого щелочного металла. Наверное, он не знает о своей высокой энергии гидратации 

 

Это классика жанра. Привлекают термодинамические величины там, где термодинамика  вообще не работает. Реакция щелочных металлов с водой - это высокопотенциальный, быстрый, и абсолютно неравновесный процесс, где главную роль играет гидроднамика со всеми её заморочками.

Натрий, брошенный в воду может спокойно стравиться, может загореться, может взорваться - это от размера куска зависит. Натрий, брошенный на мокрую бумагу всегда загорается. А брошенный в снег - всегда взрывается. Литий в воде не горит, а на мокрой бумаге - загорается. Сольватация, где твоё жало? 

[Paul_S]

3 часа назад, yatcheh сказал:

 

Это классика жанра. Привлекают термодинамические величины там, где термодинамика  вообще не работает. Реакция щелочных металлов с водой - это высокопотенциальный, быстрый, и абсолютно неравновесный процесс, где главную роль играет гидроднамика со всеми её заморочками.

Натрий, брошенный в воду может спокойно стравиться, может загореться, может взорваться - это от размера куска зависит. Натрий, брошенный на мокрую бумагу всегда загорается. А брошенный в снег - всегда взрывается. Литий в воде не горит, а на мокрой бумаге - загорается. Сольватация, где твоё жало? 

Вообще-то у них и активность гидридов изменяется аналогично. Гидрид лития не загорается от воды, а гидрид калия легко загорается. И металлорганика тоже самое - чем тяжелей ЩМ, тем опаснее. Тоже гидродинамика, наверно...