Isi
Ketika magnesium unsur terbakar di udara, magnesium bergabung dengan oksigen untuk membentuk senyawa ionik yang disebut magnesium oksida atau MgO. Magnesium juga dapat bergabung dengan nitrogen untuk membentuk magnesium nitrida, Mg3N2, dan dapat bereaksi dengan karbon dioksida juga. Reaksinya kuat dan nyala api yang dihasilkan berwarna putih cemerlang. Pada satu titik, pembakaran magnesium digunakan untuk menghasilkan cahaya dalam bohlam fotografi, meskipun saat ini bohlam listrik telah menggantikannya. Tetap saja demonstrasi kelas yang populer.
Ingatkan audiens Anda bahwa udara adalah campuran gas; nitrogen dan oksigen adalah unsur utama, meskipun ada karbon dioksida dan beberapa gas lainnya.
Jelaskan bahwa atom cenderung lebih stabil ketika cangkang terluarnya penuh, yaitu mengandung jumlah elektron maksimum. Magnesium hanya memiliki dua elektron di kulit terluarnya, sehingga cenderung memberikannya; ion bermuatan positif yang dibentuk oleh proses ini, ion Mg + 2, memiliki kulit terluar penuh. Oksigen, sebaliknya, cenderung menghasilkan dua elektron, yang mengisi kulit terluarnya.
Tekankan bahwa begitu oksigen memperoleh dua elektron dari magnesium, ia memiliki lebih banyak elektron daripada proton, sehingga ia memiliki muatan negatif bersih. Atom magnesium, sebaliknya, telah kehilangan dua elektron, jadi sekarang memiliki lebih banyak proton daripada elektron dan karenanya muatan positif bersih. Ion bermuatan positif dan negatif ini tertarik satu sama lain, sehingga mereka bergabung untuk membentuk struktur tipe kisi.
Jelaskan bahwa ketika magnesium dan oksigen digabungkan, produk, magnesium oksida, memiliki energi lebih rendah daripada reaktan. Energi yang hilang dipancarkan sebagai panas dan cahaya, yang menjelaskan nyala putih cemerlang yang Anda lihat. Jumlah panasnya sangat besar sehingga magnesium dapat bereaksi dengan nitrogen dan karbon dioksida juga, yang keduanya biasanya sangat tidak reaktif.
Ajari audiens Anda bahwa Anda bisa mengetahui berapa banyak energi yang dikeluarkan oleh proses ini dengan memecahnya menjadi beberapa langkah. Panas dan energi diukur dalam satuan yang disebut joule, di mana satu kilojoule adalah seribu joule. Menguap magnesium ke fase gas membutuhkan waktu sekitar 148 kJ / mol, di mana satu mol adalah 6,022 x 10 ^ 23 atom atau partikel; karena reaksinya melibatkan dua atom magnesium untuk setiap molekul oksigen O2, gandakan angka ini dengan 2 untuk mendapatkan 296 kJ yang dikeluarkan. Mengionisasi magnesium membutuhkan 4374 kJ tambahan, sementara memecah O2 menjadi atom individu membutuhkan 448 kJ. Menambahkan elektron ke oksigen membutuhkan 1404 kJ. Menambahkan semua angka-angka ini memberi Anda 6522 kJ dikeluarkan. Namun, semua ini dipulihkan oleh energi yang dilepaskan ketika ion magnesium dan oksigen bergabung ke dalam struktur kisi: 3850 kJ per mol atau 7700 kJ untuk dua mol MgO yang dihasilkan oleh reaksi. Hasil akhirnya adalah bahwa pembentukan magnesium oksida melepaskan 1206 kJ untuk dua mol produk yang terbentuk atau 603 kJ per mol.
Perhitungan ini tidak memberi tahu Anda apa yang sebenarnya terjadi, tentu saja; mekanisme reaksi yang sebenarnya melibatkan tumbukan antar atom. Tapi itu membantu Anda untuk memahami dari mana energi yang dikeluarkan oleh proses ini berasal. Pemindahan elektron dari magnesium ke oksigen, diikuti oleh pembentukan ikatan ion antara kedua ion, melepaskan sejumlah besar energi. Reaksi itu memang melibatkan beberapa langkah yang membutuhkan energi, tentu saja, itulah sebabnya Anda perlu memasok panas atau percikan api dari korek api untuk memulai itu. Setelah Anda melakukannya, ia melepaskan begitu banyak panas sehingga reaksi berlanjut tanpa intervensi lebih lanjut.