Досліди з магнієм
Багато навколишніх металевих предметів піддаються корозії. І це нікого не дивує, адже кисень і вода досить інтенсивно взаємодіють з багатьма металами. Але, наприклад, одні роблять це швидко і з виділенням тепла – практично вибухають – натрій, калій, літій. Інші, такі як залізо, окислюються тривалий час. А є ще метали, які начебто активні, але з тих чи інших причин реагують з іншими речовинами повільніше. До них належить і магній. Давайте розглянемо цікаві досліди з магнієм і спробуємо з'ясувати, чому таке можливо.
Магній може вже при кімнатній температурі розкладати воду за реакцією:
У зазначеній реакції ми спостерігаємо утворення гідроксиду магнію, який погано розчиняється у воді. Він залишається на поверхні металу у вигляді тонкої плівки, яка захищає метал від подальшого розчинення. Такий або схожий захисний механізм характерний для багатьох активних металів, наприклад, для алюмінію.
Але спробуємо зробити такі досліди з магнієм. Візьмемо трохи магнієвого порошку та помістимо у колбу з водою. Далі нагріватимемо колбу на спиртівці, попередньо додавши кілька крапель спиртового розчину фенолфталеїну. Внаслідок нагрівання рідина забарвиться у червоний колір. Це означає, що невелика кількість гідроксиду магнію (менше 0,1 мг/л) призводить до того, що індикатор показує основну реакцію. Проведений дослід показує, що багато хімічних реакцій мають більшу чутливість.
Але в зазначеній вище реакції, крім гідроксиду магнію, ми маємо ще й водень, що виходить в результаті розкладання води магнієм. Так як у чистій воді реакція швидко припиняється через утворення захисної плівки гідроксиду, потрібно так змінити досліди з магнієм, щоб цей захисний шар руйнувався. Для цього у воду потрібно ввести добавки – невелику кількість кислоти чи солей. До таких солей відноситься, наприклад, хлорид тривалентного заліза або магнію хлорид. Щоб провести досліди з магнієм, помістимо трохи магнієвого порошку до кількох широких пробірок. В одну з пробірок наллємо воду, в іншу - воду з невеликою кількістю кислоти, наприклад, оцту, в третю - воду з розчиненою в ній сіллю хлориду тривалентного заліза або кухонної солі. Спостерігатимемо, як у пробірках, де вода підкислена або є розчини солей, утворюються бульбашки газу, а магній енергійно розчиняється. Якщо наповнити вузьку пробірку водою і, перевернувши, занурити її в широку пробірку, можна зібрати газ, який виділяється під час реакції. Особливо багато його утворюється у пробірці із підкисленою водою. Якщо утворений у процесі реакції водень підпалити, він згоряє спокійно блакитним полум'ям з утворенням води. Однак, якщо водень утворює суміш із повітрям або киснем, яку називають ще гримучим газом, то згоряння супроводжуватиметься вибухом. Тому, проводячи досліди з утворенням водню та роблячи пробу на його наявність за допомогою вогню, про всяк випадок обмотуйте пробірку вологою тканиною, щоб не поранитися при можливому вибуху.
Такі досліди з магнієм, як і з іншими активними металами, показують наявність на їх поверхні захисної пасивуючої плівки, яка захищає метал від корозії. Якби не ця плівка, то вироби з таких металів, як магній, хром, алюміній та багатьох інших за короткий термін зруйнувалися б від дії кисню повітря чи водяної пари.
