High-Speed-Kameras zeigen warum Natrium in Wasser explodiert
Sie erinnern die Natrium-Demo aus dem Chemieunterricht: nur ein kleines Stück des reinen Metalls fiel ins Wasser Ursachen eine große großen Blitz und Knall. Vielleicht erinnern Sie sogar Ihr Chemielehrer Erklärung dafür, warum sich. Aber es war schon immer ein fehlendes Stück des Puzzles, welche Wissenschaftler endlich herausgefunden haben, mit High-Speed-Videokameras.
Natrium gehört zu den hochreaktiven Alkalimetalle. In seiner reinen Form reagiert das weiche, glänzende Metall im Wasser in Form von Natriumhydroxid und Wasserstoffgas. Ach ja, und viel Wärme — genug, die das Wasserstoffgas entzündet. Das ist der Blitz und Knall für Sie.
Das ist wahrscheinlich das, was Sie gesagt, Ihr Chemielehrer, aber Pavel Jungwirth von der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik wurde durch ein paar weitere Dinge verwirrt. Nur die Oberfläche der das Natrium reagiert mit Wasser und würde nicht den Wasserstoff Gas Umschlag der Natrium-Klumpen und die Reaktion zu verlangsamen? Natürlich zog er eine Hochgeschwindigkeitskamera. Emily Conover der Wissenschaft erklärt, was als nächstes geschah:
Die Kameras erfasst eine nie zuvor gesehene Wirkung. Weniger als eine Millisekunde nach die Reaktion beginnt, durchdringen Dutzende bis Hunderte von stacheligen Metall Vorsprünge das Wasser... Die Spikes angezeigt, die Forscher ableiten, da bei der Elektronen des Metalls für Wasser fliehen, eine intensive positive Ladung aufbaut. Die gegenseitige Abstoßung von diesen positiven Ladungen reißt das Metall auseinander, und es Blasten nach außen in kleinen Nadeln. Dies vergrößert die Oberfläche des Metalls in Kontakt mit Wasser und eine heftigen Reaktion erzeugen. Computersimulationen durchgeführt von den Forschern bestätigt diesen Effekt zwar für viel kleinere Mengen an Natrium durch die Grenzen der Rechenleistung.
So dort haben Sie es – eine klassisches Gymnasium Chemie Experiment schließlich mit Hilfe der Technologie des 21. Jahrhunderts erklärt. [Nature Chemistry über Wissenschaft]