Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Реакция кальция с водой
Реакция лития с водой происходит спокойно - без воспламенения водорода: металл плавает по поверхности воды, выделяя газ. Остальные щелочные металлы реагируют со вспышкой или взрывом.
Небольшие кусочки натрия могут плавать на поверхности воды без воспламенения, но кусочки побольше (примерно с горошину) уже загораются желтым пламенем, а если взять кусочек натрия еще больше - происходит взрыв.
Крохотные кусочки калия еще могут плавать по поверхности воды без взрыва - давая розовое пламя, но кусочки побольше практически сразу взрываются.
Рубидий и цезий еще активнее. Не знаю, что происходит при контакте небольших количеств рубидия или цезия с водой, но кадры, на которых несколько грамм цезия бросают в воду, впечатляют: взрывом может разнести стакан или кристаллизатор.
Реакция цезия с водой
В случае металлов средней активности, таких как железо, чтобы реакция с водой протекала с хорошей скоростью, нужно использовать нагретый до высоких температур водяной пар.
По характеру реакции с водой к кальцию ближе всего литий. Есть, однако, и две отличительные особенности. Во-первых, кальций - легкий металл, но все равно он заметно тяжелее воды (плотность кальция 1.55 г/см3), а литий - почти вдвое легче воды (плотность лития 0.53 г/см3 - литий всплывает не только в воде, но и в углеводородах). Во-вторых, гидроксид кальция плохо растворим в воде, гидроксид лития - хорошо (как и гидроксиды других щелочных металлов).
Перед тем, как приступить к экспериментам, опишем технику работы с кальцием.
Кальций обычно хранят в банках под слоем защитной жидкости - керосина, минерального масла и т.п. В этом он аналогичен щелочным металлам. Однако если экспериментатор достанет полоску металлического кальция, оботрет металл от масла и попытается его разрезать, как натрий или калий, то экспериментатор скоро поймет свою ошибку. На внешнем виде аналогия и заканчивается. Кальций - умеренно-твердый металл, по твердости он примерно соответствует меди или мягкой стали. Другими словами, кальций нельзя резать ножом, как натрий или литий.
Мимо воли вспоминается предмет "методика химического эксперимента". На семинарах там cтуденты ставят демонстрационные опыты из школьной программы с комментариями, как на уроках для учеников, а преподаватель стоит рядом и наблюдает.
Так вот, реакция кальция с водой. Стоит старая банка с кусками кальция в керосине. Препод Марина Ивановна наблюдает. Одногруппница достает большой кусок кальция кладет на фильтровальную бумагу, чтобы керосин промокнуть. Препод молчит, но про себя, вероятно, зловеще ухмыляется, предчувствуя, как она будет издеваться. Одногруппница берет скальпель, намереваясь отрезать кусочек - подобно натрию, и пытается отрезать, - но не тут-то было. Препод начинает жестко насмехаться...
Правильный вариант, по мнению Марины Ивановны, - найти в банке маленький кусочек и его использовать. Понятно, что пассатижи или кусачки легко решают проблему (да и удар молотком расщепляет технический кальций на удобные пластинчатые куски), но это не каноничные варианты, соответственно, инструментов рядом нет.
Итак, если небольшие кусочки кальция в банке отсутствуют, одним ножом, как со щелочными металлами, здесь не обойтись - нужны пассатижи, молоток или т.п. инструменты. Отделенный таким способом кусочек кальция бросим в колбу или стакан с водой.
Кальций опускается на дно, при этом начинается выделение водорода - прежде всего там, где был свежий излом металла. Вскоре со всей поверхности металла активно выделяется газ, это напоминает бурное кипение, одновременно начинает обильно образовываться осадок гидроксида кальция. Кусок кальция всплывает, подхваченный пузырьками водорода.
Через несколько десятков секунд кальций растворяется, а вода становится бело-мутной - из-за образования взвеси гидроксида (поэтому снимать опыт лучше на умеренно-темном фоне).
Если реакцию проводить не в стакане, а в пробирке, легко можно заметить выделение тепла: пробирка быстро становится горячей.
Разумеется, реакция кальция с водой не заканчивается эффектным взрывом, как в случае цезия, но она по-своему красива.
