الألومنيوم معدن شديد التفاعل وعندما يتلامس مع الماء ، يحدث تفاعل كيميائي ينتج عنه إطلاق غاز الهيدروجين. يُعرف هذا التفاعل باسم تفاعل الألمنيوم والماء أو تفاعل إزاحة الماء والألمنيوم.
كيف يتفاعل الألومنيوم مع الماء
يمكن تمثيلها بالمعادلة التالية:
2Al(s) + 6H2O(l) → 2Al(OH)3(aq) + 3H2(g)
في هذا التفاعل يتفاعل الألومنيوم الصلب (Al) مع الماء السائل (H2O) لتكوين هيدروكسيد الألومنيوم (Al (OH) 3) وغاز الهيدروجين (H2). التفاعل طارد للحرارة ، مما يعني أنه يطلق طاقة حرارية.
يحدث التفاعل بين الألمنيوم والماء بسبب التفاعل العالي للألمنيوم ووجود الماء كمصدر للأكسجين. يحتوي الألمنيوم على طبقة أكسيد واقية على سطحه ، والتي عادة ما تمنع حدوث المزيد من التفاعلات. ومع ذلك في وجود الماء تتعطل طبقة الأكسيد، مما يؤدي إلى تعريض الألومنيوم الطازج لجزيئات الماء.
تتفاعل ذرات الألومنيوم مع جزيئات الماء ، مما يتسبب في أكسدة الألمنيوم وإطلاق الإلكترونات. تؤدي عملية الأكسدة هذه إلى تكوين هيدروكسيد الألومنيوم وإطلاق غاز الهيدروجين. يخرج غاز الهيدروجين من المحلول ويمكن جمعه.
يتأثر تفاعل الألمنيوم والماء أيضًا بعوامل مثل درجة الحرارة ومساحة السطح والتركيز. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة والمساحات السطحية الكبيرة للألمنيوم إلى تسريع التفاعل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأحماض أو القواعد المركزة تسريع التفاعل من خلال توفير المزيد من الأيونات التفاعلية.
إن إطلاق غاز الهيدروجين أثناء تفاعل الألمنيوم والماء يجعله مصدرًا مفيدًا للهيدروجين لمختلف التطبيقات. يعتبر الهيدروجين وقودًا مهمًا ويمكن استخدامه في خلايا الوقود أو محركات الاحتراق لتوليد الطاقة. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر عند إجراء هذا التفاعل لأنه يمكن أن يكون قويًا وينتج غاز الهيدروجين القابل للاشتعال. يجب اتباع تدابير السلامة لمنع الحوادث.
في الختام ينتج عن التفاعل بين الألومنيوم والماء إنتاج هيدروكسيد الألومنيوم وغاز الهيدروجين. يسلط هذا التفاعل الضوء على تفاعل الألمنيوم وقدرته على إطلاق الهيدروجين ، مما يجعله مصدرًا محتملًا قيمًا لهذا الغاز المهم.
