A reação entre água e sódio é um exemplo clássico de reação de deslocamento único. Nesta reação, o sódio, um metal altamente reativo, desloca o hidrogênio da água para formar hidróxido de sódio (NaOH) e gás hidrogênio (H2). A equação química geral para esta reação é:

2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)

Aqui está uma explicação mais detalhada do que acontece durante esta reação:

1. Os átomos de sódio (Na) no metal entram em contato com moléculas de água (H2O).
2. Os átomos de sódio, sendo altamente eletronegativos, doam prontamente seu elétron mais externo ao átomo de oxigênio eletronegativo da molécula de água.
3. Como resultado, o átomo de sódio se transforma em um íon de sódio com carga positiva (Na+), e a molécula de água ganha um elétron extra, tornando-se um íon hidróxido (OH-).
4. Esses íons são então solvatados pelas moléculas de água restantes, formando hidróxido de sódio (NaOH), uma base forte e solúvel em água.
5. Simultaneamente, os átomos de hidrogénio na molécula de água, agora sem um eletrão, combinam-se para formar gás hidrogénio (H2).
6. O gás hidrogênio, sendo menos denso que a água, sobe à superfície e pode ser observado como bolhas ou coletado em recipiente apropriado.

A reação entre a água e o sódio é altamente exotérmica, o que significa que libera uma quantidade significativa de calor. Esse calor pode fazer a água ferver e produzir uma reação vigorosa. É importante observar que esta reação deve ser conduzida com cautela e medidas de segurança adequadas, como uso de roupas de proteção e óculos de proteção, devido à natureza inflamável do gás hidrogênio e à causticidade do hidróxido de sódio.