Lembre seu público que o ar é uma mistura de gases; nitrogênio e oxigênio são os constituintes principais, embora o dióxido de carbono e alguns outros gases também estejam presentes.
Explique que os átomos tendem a ser mais estáveis quando sua casca mais externa está cheia, ou seja, contém seu número máximo de elétrons. O magnésio tem apenas dois elétrons em sua camada mais externa, de modo que tende a afastá-los; o íon carregado positivamente formado por este processo, o íon Mg + 2, possui um invólucro externo completo. O oxigênio, ao contrário, tende a ganhar dois elétrons, que preenchem sua camada mais externa.
Saliente que uma vez que o oxigênio ganhou dois elétrons do magnésio, ele tem mais elétrons do que prótons, então ele tem uma carga negativa líquida. . O átomo de magnésio, por outro lado, perdeu dois elétrons, então agora tem mais prótons do que elétrons e, portanto, uma carga positiva líquida. Esses íons carregados positivamente e negativamente são atraídos um pelo outro, então eles se juntam para formar uma estrutura tipo treliça. Explique que quando o magnésio e o oxigênio são combinados, o produto, óxido de magnésio, tem energia mais baixa que a reagentes. A energia perdida é emitida como calor e luz, o que explica a chama branca brilhante que você vê. A quantidade de calor é tão grande que o magnésio também pode reagir com nitrogênio e dióxido de carbono, que normalmente são muito pouco reativos.
Ensine ao seu público que você pode descobrir quanta energia é liberada por esse processo quebrando-o em várias etapas. Calor e energia são medidos em unidades chamadas joules, onde um quilojoule é mil joules. O magnésio em vaporização para a fase gasosa toma cerca de 148 kJ /mole, onde uma mole é 6,022 x 10 ^ 23 átomos ou partículas; já que a reação envolve dois átomos de magnésio para cada molécula de oxigênio O2, multiplique este valor por 2 para obter 296 kJ gastos. A ionização do magnésio leva 4374 kJ adicionais, enquanto a quebra do O2 em átomos individuais leva 448 kJ. Adicionando os elétrons ao oxigênio leva 1404 kJ. Somando todos esses números, você terá 6522 kJ gastos. Tudo isso é recuperado, no entanto, pela energia liberada quando os íons de magnésio e oxigênio se combinam na estrutura da rede: 3850 kJ por mole ou 7700 kJ para as duas moles de MgO produzidas pela reação. O resultado líquido é que a formação de óxido de magnésio libera 1206 kJ para duas moles de produto formado ou 603 kJ por mole.
Esse cálculo não informa o que realmente está acontecendo, é claro; o mecanismo real da reação envolve colisões entre átomos. Mas isso ajuda você a entender de onde vem a energia liberada por esse processo. A transferência de elétrons de magnésio para oxigênio, seguida pela formação de ligações iônicas entre os dois íons, libera uma grande quantidade de energia. A reação envolve alguns passos que requerem energia, é claro, e é por isso que você precisa fornecer calor ou uma faísca de um isqueiro para dar o pontapé inicial. Uma vez feito isso, libera tanto calor que a reação continua sem nenhuma intervenção adicional.
Dica
Se você estiver planejando uma demonstração em sala de aula, lembre-se que a queima de magnésio é potencialmente perigosa. ; esta é uma reação de alta temperatura, e usar um extintor de incêndio de dióxido de carbono ou água em um incêndio de magnésio na verdade tornará isso muito pior.
