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为什么镁能在干冰中燃烧?

来源:www.co2.sh.cn|发布时间:2011-12-21 |作者:徐工

在很多人看来,镁在低温的干冰中燃烧,不可思议!干冰是固体的二氧化碳,温度是-78度的低温,而镁是银白色的轻质金属之一,具有很好的延展性。一般燃烧需要有氧气,而二氧化碳是灭火的,理论上好像很多条件都不具备,可为什么镁能在干冰中燃烧呢?今天我们就从两个物质的性质上出发,研究一下镁和干冰产生反应的本质原因。

金属镁元素分子结构图

金属镁元素分子结构图

镁元素的性质
镁,原子序数12,原子量24.305,为碱土金属中最轻的结构金属。镁为银白色金属;熔点648.8°C,沸点1107°C,密度1.74克/厘米³。虽然镁在体内的含量比钙等营养素少得多,
但作用多,它又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。在空气中,镁的表面会生成一层很薄的氧化膜,使空气很难与它反应。二氧化碳发生燃烧反应,因此镁燃烧不能用二氧化碳灭火器灭火。

有关镁金属的燃烧争论
有人认为镁在二氧化碳气体中能完成燃烧,而在干冰中无法进行,这个观点肯定是错误的,这已经是实验证明过的。还有人说在干冰表面燃烧而不能严格地说是在干冰中燃烧。也就说,金属镁在CO2气体中可以继续燃烧,那么如果把镁投入大量干冰中,尤其是把镁条插入到干冰中,燃烧是否继续?有人说不能,伸入到干冰中的不能继续,因为干冰吸收了大量的反应热,使体系温度降至Mg的着火点以下,这种说法也是错误的。

镁在二氧化碳干冰中燃烧的照片

镁在二氧化碳干冰中燃烧的照片

镁在干冰中燃烧得以继续的理由
为什么镁在干冰中的燃烧可以继续,金属镁在干冰包围的"封闭"体系中剧烈燃烧,之所以能继续燃烧,是因为反应放出大量的热,而这些热足以维持Mg的温度在其着火点以上。
说起燃烧反应,我们先了解燃点(着火点),气体、液体和固体可燃物与空气共存,当达到一定温度时,与火源接触即自行燃烧。火源移走后,仍能继续燃烧的最低温度,成为该物质的燃点或称着火点。可以肯定镁在干冰中燃烧时,释放的热量尽管被干冰升华时吸收了一部分,但还是远大于镁的着火点的,否则,燃烧不会继续加剧,且更强烈。

干冰的升华加快镁的反应
为什么当两块干冰合在一起时,镁燃烧的更快?可以看到当把两块干冰合起时,镁被干冰包裹着,干冰吸收镁燃烧时释放的热量,使干冰瞬间升华成二氧化碳气体,于是便有更多的CO2气体和镁反应,伴随发出十分耀眼夺目的光,因此说明夹在干冰中间的镁燃烧的更快,反应更强烈,直至镁完全燃烧。 干冰和镁的燃烧反应与二氧化碳与镁的反应没有根本区别,关键在于干冰燃烧时还会吸取大量热量阻止燃烧的继续,尽管如此镁还是继续燃烧。

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