Химия и Химики № 3 2012. Горение магния на воздухе

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

При нагревании магний способен гореть на воздухе, излучая ослепительно-белый свет со значительной долей ультрафиолетовых лучей. По этой причине наблюдение за вспышкой магния (и смесей на его основе) может навредить глазам. Более того, свет от вспышки магния способен вызвать взрыв смеси хлора и водорода. В прошлом яркие магниевые вспышки использовали в фотографии, позже стали использовать одноразовые лампы-вспышки - также магниевые. В наше время эти устройства полностью вытеснены импульсными ксеноновыми лампами.

После сгорания магния остается белый оксид, который содержит небольшое количество нитрида: подобно своему соседу по периодической системе - литию - магний реагирует с азотом, однако если литий вступает в реакцию с азотом уже при комнатной температуре, то в случае магния для прохождения реакции нужно нагревание.

2Mg + O₂ = 2MgO
3Mg + N₂ = Mg₃N₂

Магниевый порошок загорается довольно легко - для этого достаточно спички, однако порошок магния быстро сгорает, что неудобно для большинства экспериментов. Компактные куски магния загораются трудно: для этого необходимо большое и горячее пламя (причем воспламенению магния часто предшествует плавление). Наиболее удобным вариантом является магниевая фольга или не слишком мелкие стружки.

В нашем распоряжении были только куски магния [1] от крылатой ракеты. Это не самый лучший вариант для демонстрации горения, тем не менее, такой магний вполне можно поджечь. Для удобства мы напилили кусочков размером примерно 5 х 5 мм. Магний держали пинцетом и направляли на него пламя водорода, который выходил из тонкой стальной трубки (игла от медицинской капельницы со срезанным концом). Металл раскалялся, плавился и загорался ослепительно-белым пламенем.

Однако не все проходило гладко. В частности, магний быстро покрывался рыхлой оксидной пленкой, которая сильно мешала горению. Ее приходилось снимать. Расплавленный металл было трудно удержать пинцетом, поскольку он легко стекал вниз. Поэтому пинцет пришлось заменить. Мы взяли ложечку из сеточки (нержавеющая сталь). Из ложки металл уже стекал меньше, но оксидная пленка образовывалась еще в большей мере.

_______________________
¹ Вернее сплава с содержанием магния около 90%, который называется "электрон".

Смотреть Видео (68 Мб, .avi )
Смотреть Видео 2 (82 Мб, .avi )

Корпуса старых самолетов и крылатых ракет долгое время служили источником магния (вернее, его сплавов) для юных химиков.

После сгорания остался белый оксид, непрореагировавший магний и другие металлы, которые содержались в сплаве. Подобно оксидам щелочных и щелочноземельных металлов оксид магния (другое название - "жженая магнезия") реагирует с водой, образуя гидроксид. В этом очень легко убедиться. Мы взяли немного крупинок оксида магния и поместили в стакан с водой (дистиллят). Сразу же прибавили немного раствора фенолфталеина. Почти сразу же появилась слабая малиновая окраска, которая при стоянии и встряхивании значительно усилилась [2]. Как видите, оксид магния реагирует с водой далеко не так бурно, как оксид кальция (негашеная известь) [3].

MgO + H₂O = 2Mg(OH)₂

____________________________________________________
² Строго говоря, щелочная среда могла образоваться в результате взаимодействия нитрида магния с водой:

Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃

Для удаления аммиака раствор с осадком гидроксида магния можно прокипятить, и только потом добавлять фенолфталеин (- прим. чит.).

³ Напомним, что реакция оксида кальция с водой протекает очень активно: вода при этом часто закипает. Если вылить небольшое количество воды на правильно приготовленный оксид кальция, последний может раскалиться до свечения.