钠与水反应的实质是钠与水分子电离出的氢离子发生氧化还原反应,钠失去一个电子形成钠离子,氢离子获得一个电子形成氢原子,两个原子结合成氢分子。
一、这个反应的化学方程式为
2Na(s)+2H2O(l)→2Na+(aq)+2OH−(aq)+H2(g)
二、钠与氢离子发生反应
钠与氢离子发生反应,不是钠与水分子或者其他物质发生反应呢?这是因为在金属活动顺序表中,钠是一个非常活泼的金属,它比氢更容易失去电子,所以它可以将水中的氢离子还原成氢气。
其他物质,如铜离子、硫酸根离子等,都比氢更难还原,所以它们不会与钠发生反应。
由于水是一个弱电解质,它只能微弱地电离成少量的氢离子和氢氧根离子,而当钠与水反应时,由于不断消耗了水中的氢离子,使得水的电离平衡向右移动,产生更多的氢离子和氢氧根离子。这样就维持了钠与水反应的进行。
三、钠与卤素、酸、乙醇的反应
钠与卤素(如氯、溴、碘)可以直接发生化合反应,生成白色或黄色的卤化钠固体。这个反应也是放热反应,并且放出明亮的火花。
钠与酸(如硫酸、盐酸、硝酸)也可以发生类似于水的反应,生成对应的盐和氢气。这个反应也是非常剧烈的,并且产生大量的热和气体。
钠与乙醇可以发生取代反应,生成乙醚和钠乙醇盐。这个反应需要加热才能进行,并且产生少量的氢气。
钠与水的用途
1、作为化学反应的原料
钠与水可以发生剧烈的放热反应,生成氢气和碱性的氢氧化钠溶液。这种反应可以用来制备氢气,或者用来驱动一些机械装置。钠-水反应器是一种利用钠与水反应产生的高温高压气体来推动涡轮机发电的装置。
2、作为冷却剂或热交换介质
钠与水可以形成一个二元共沸混合物,即在一定温度和压力下,两者以固定比例混合后沸腾时的蒸汽成分与液相成分相同。这种混合物具有较高的沸点和比热容,可以用来冷却或加热一些高温设备或系统。