Tindak balas logam Kumpulan 1 dengan air

Logam Kumpulan 1, iaitu logam alkali, bertindak balas dengan air untuk menghasilkan hidroksida logam yang larut dan gas hidrogen. Larutan yang terbentuk beralkali, dan dari situlah datangnya nama keluarga ini. Tindak balas ini ialah cara piawai sukatan pelajaran menunjukkan bahawa kereaktifan meningkat menuruni kumpulan, jadi ia menjadi kegemaran dalam bab Jadual Berkala 4541.

Persamaan seimbang

Corak am ialah: logam alkali + air → hidroksida logam + hidrogen. Dengan formula dan simbol keadaan yang betul:

2Li(s) + 2H₂O(l) → 2LiOH(aq) + H₂(g)

2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)

2K(s) + 2H₂O(l) → 2KOH(aq) + H₂(g)

Setiap atom logam kehilangan elektron valens tunggalnya, jadi ion logam membawa satu cas positif dan dua atom logam diperlukan untuk membebaskan satu molekul hidrogen. Kerana air ialah molekul kovalen, persamaan ion mengekalkannya utuh dan menunjukkan hidroksida logam terpisah menjadi ion:

2Na(s) + 2H₂O(l) → 2Na⁺(aq) + 2OH−(aq) + H₂(g)

Ion hidroksida menjadikan larutan akhir beralkali, menukar litmus merah kepada biru dan memberi pH yang tinggi.

Keadaan yang diperlukan

Tiada pemanasan, mangkin atau radas khas diperlukan, seketul kecil logam yang baru dipotong hanya dimasukkan ke dalam air pada suhu bilik. Hanya ketulan kecil digunakan kerana tindak balas sangat eksotermik dan, dengan logam yang lebih reaktif, boleh menjadi ganas. Logam ini disimpan di dalam minyak kerana ia bertindak balas dengan wap air dan oksigen di udara.

Apa yang anda perhatikan

Corak pemerhatian ialah kunci kepada seluruh topik ini. Litium terapung, bergerak perlahan dan berbuih lembut, membebaskan gas. Natrium bertindak balas lebih cepat: haba yang dibebaskan melebur menjadi bebola perak berkilat yang meluncur di permukaan dengan bunyi mendesis, dan buihnya lebih rancak. Kalium yang paling cergas: ia menyalakan hidrogen yang terhasil, terbakar dengan nyalaan ungu (lila), bergerak sangat pantas dan mungkin memercik atau meletup. Dalam setiap kes gas dibebaskan, logam hilang, dan jika penunjuk universal ditambah larutan bertukar biru atau ungu, mengesahkan ia beralkali.

Di mana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam 4541/1 anda membandingkan kecergasan tiga logam itu atau meramalkan hasilnya. Dalam 4541/2 anda menulis persamaan seimbang, memerihal dan menerangkan kereaktifan yang meningkat menuruni kumpulan dari segi saiz atom dan kemudahan melepaskan elektron valens, serta mengenal pasti larutan beralkali dan gas hidrogen. Penaakulan keselamatan, mengapa hanya ketulan kecil digunakan, mengapa skrin keselamatan diletakkan di hadapan, juga kerap ditanya, dan hidrogen yang terhasil boleh diuji dengan kayu uji bernyala untuk bunyi “pop”.

Cara kami mengajarnya

Guru kami memastikan penerangan tentang aliran itu tepat: menuruni kumpulan, jejari atom meningkat, elektron valens berada lebih jauh daripada nukleus dan lebih terlindung, jadi ia dibebaskan dengan lebih mudah dan logam menjadi lebih reaktif. Pelajar paling kerap hilang markah dengan memerihal pemerhatian tanpa menerangkan aliran, atau dengan terlupa bahawa larutan hasilnya beralkali. Mengaitkan setiap pemerhatian kembali kepada “betapa mudah atom melepaskan satu elektronnya” memastikan seluruh jawapan koheren dan betul.

Ringkasan pantas

Logam alkali campur air memberi hidroksida logam dan hidrogen, dan tindak balas menjadi lebih cergas dari litium ke kalium. Kuasai tiga persamaan seimbang, persamaan ion dengan ion hidroksidanya, pemerhatian yang tersusun, dan penerangan saiz-dan-perlindungan bagi aliran kereaktifan, maka topik yang boleh dipercayai ini terangkum sepenuhnya. Ingat juga urutan yang betul, litium paling perlahan, natrium sederhana, kalium paling ganas, kerana soalan sering meminta anda menyusun ketiga-tiga logam mengikut kecergasan dan memberi sebab bagi susunan itu.