冰和碱金属能发生反应吗?

冰是固态的水,如果我们把冰和金属钠共同放置于0度以下,他们会发生反应吗?
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从电化学的角度来说,氧化还原电势不同的物质接触必然会引起氧化还原反应,
反应进度取决于反应产物对阴阳极真实电位极化程度的影响。

因此,以钠作为典型的碱金属为例来考虑,题目所述可以分情况讨论 

标准电极电势
Na+ + e ═ Na       -2.713 V
2H+ + 2e ═ H2      0.0000 V
 
情形一:
温度低于某一点,Na和冰接触后的反应热被环境迅速吸收,
生成的NaOH不足以全部溶于H2O中,而是在Na的表面形成覆盖层,阻断Na和H2O的接触
宏观表现为二者基本不反应
 
情形二:
温度高于某一点,Na和冰接触后的反应热融化部分冰,
生成的NaOH全部溶于H2O中,
Na可以和H2O的继续接触
反应持续进行
 
有兴趣的童鞋可以算一下这个温度的临界点在哪里。考虑一下温度对水分子的解离的影响、钠与水的反应熵变、氢氧化钠的溶解熵变、水的不同形态的导热系数、环境的热传递系数应该差不多了。

蜀国小松鼠 - 答主应该是懒癌,晚期,请谨慎关注

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判断两组化学成分是否会发生反应,就需要用到物理化学中计算化学的知识。
 
主要是从三个方面进行考虑:ΔH(焓变),ΔS(熵变),ΔG(吉布斯自由能变)三方面进行考虑
 
当然了我们已知钾和钠都是可以跟水反应的,只是在不同温度下会怎么样
 
因此我们只需要考虑是在什么系统以及什么温度下就可以了,比如孤立系统,封闭系统,绝热系统,开放系统
 
比如说如果是在孤立系统中,那只需要计算熵变是否大于0就好啦,如果熵变大于0,说明反应可以自发地进行
 
化学反应的熵变有个公式:

 
而且在0摄氏度的时候可以直接查表哦!
 
但是呢,0摄氏度还好说,别的温度下计算熵变,一个是计算量比较大,一个是计算比较复杂,而且还对不同系统有不同的要求。
 
这个时候就需要用Helmholtz函数和Gibbs函数来判断啦
 
最适用的就是Gibbs函数啦
 
最后再说下碱金属,以前我做实验的时候,钾是可以反应的(不过我用的钾的剂量特别特别少),钠我就不知道了,有兴趣的话,可以算算。不过我个人感觉那位道友说的用熵变来计算,对也不对,最好还是用吉布斯自由能变计算,较为妥当,感觉题主说的系统不是孤立系统。
 
 
 
 

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