La vigorosa reazione dei metalli alcalini con l’acqua

fotolia_572286È cosa nota che i metalli alcalini reagiscono violentemente con l’acqua, talora prendendo fuoco ed esplodendo, fatto che rende questa esperienza talora abusata come divertente e pericoloso diversivo in laboratorio. Spulciando i libri di testo, si trova scritto che l’esplosione stessa è dovuta al rilascio massivo di calore, con formazione di vapore ed eventualmente autoignizione dell’idrogeno svolto in seguito alla reazione redox del metallo con l’acqua stessa. I ricercatori guidati da Jungwirth hanno però mostrato che la reazione esplosiva è dovuta, almeno inizialmente, a fenomeni di natura completamente diversa. Mediante l’uso di una telecamera ad altissima velocità e filmando la reazione di una goccia di eutettico sodio/potassio lasciata cadere in acqua, è possibile infatti osservare a livello del submillisecondo la formazione di spike metallici che protrudono dalla goccia stessa. Le simulazioni di dinamica molecolare dimostrano che l’immersione in acqua causa pressoché immediatamente il rilascio di elettroni dalla superficie metallica alla soluzione, caricando positivamente la goccia e portando immediatamente il sistema a un limite di instabilità elettrica: l’esplosione conseguente è quindi dovuta a un effetto Coulombiano elettrostatico, e non al riscaldamento del metallo. Di conseguenza, la deflagrazione stessa causa l’esposizione all’acqua di una superficie metallica «nuova», a sua volta responsabile del fatto che la reazione non tenda a rallentare ma piuttosto continui vigorosamente.
P. E. Mason, F. Uhlig, V. Vaněk, T. Buttersack, S. Bauerecker, P. Jungwirth. Coulomb explosion during the early stages of the reaction of alkali metals with water. Nature Chemistry 7: 250–254 (2015)

di D. Merli

Informazioni sull'autore
Condividi quest’articolo
Invia il tuo commento

Per favore inserisci il tuo nome

Inserisci il tuo nome

Per favore inserisci un indirizzo e-mail valido

Inserisci un indirizzo e-mail

Per favore inserisci il tuo messaggio

Laboratorio © 2017 Tutti i diritti riservati