מה קורה כשמבעירים מגנזיום בקרח יבש?

חמצן (O) מהווה כ-20% מהאוויר. באספקת אנרגיית הפעלה מתאימה, מגנזיום (Mg) יגיב עם מולקולות חמצן (O₂) וייצור תחמוצת מגנזיום (MgO). תגובה זו משחררת אנרגיה רבה כחום ואור, ויוצרת אור כה בוהק עד שמסוכן להביט בו ישירות. תוצרי התגובה יהיו חומר לבן - תחמוצת מגנזיום (MgO), ואולי שארית בצבע נחושת - המעידה על מגנזיום (Mg) שעבר תגובה כימית. בסרטון שלפניכם מספר ניסויים בבעירת מגנזיום, והסבר לתגובות הכימיות שמוצגות.

בסרטון - מה קורה כשמבעירים מגנזיום, ומה יקרה למגנזיום שבוער בתוך קרח יבש? 

בעוד חומרים רבים נשרפים בנוכחות חמצן, למגנזיום יש יכולת ייחודית להשרף גם בלעדיו. לדוגמה, כיבוי שריפה רגילה באמצעות גז פחמן דו חמצני (CO₂) הוא נפוץ, אך הצתת מגנזיום (Mg) בתנאים אלו לא תניב את אותה תוצאה. הסיבה לכך היא שמגנזיום (Mg) יכול להגיב עם שתי מולקולות החמצן (O₂) בתוך הפחמן הדו חמצני (CO₂), לחלץ אותן ביעילות מהפחמן (C), וכך להמשיך ולבעור. בחלק הראשון של הסרטון מוצגת הבערה של מגנזיום באוויר ואת תגובתו הייחודית לפחמן דו חמצני.  בהמשך, מוצגת התגובה הכימית המתרחשת בין המגנזיום לקרח היבש. 

אם נניח מגנזיום (Mg) בקרח יבש - צורה מוצקה של פחמן דו חמצני (CO₂) - ונדליק אותו, המגנזיום (Mg) יישרף ויגיב עם החמצן (O) מהפחמן הדו חמצני (CO₂). כתוצאה מכך ייווצרו תחמוצת מגנזיום (MgO) ופחמן (C) שיתבטא לרוב כפחמן שחור או גרפיט, בהתאם לתנאים. תופעה זו מדגישה את יכולת המגנזיום (Mg) להפחית פחמן דו חמצני (CO₂) בתנאים ספציפיים, וממחישה את תגובתיותו הגבוהה ואת אופיין משחרר האנרגיה של תגובות החמצון שלו.

כשמבעירים מגנזיום בקרח יבש נוצרת תגובה כימית בין הקרח היבש (פחמן דו חמצני) והמגנזיום; התוצרים הם פחמן (C) ומגנזיום חמצני.

2 Mg (s) + CO2 (g) --> 2 MgO (s) + C (s)

זאת הסיבה לכך שלא ניתן לכבות שריפה בה מעורב מגנזיום באמצעות חניקת האש בפחמן דו חמצני, פשוט מכיוון שהבעירה תמשיך גם ללא חמצן. למעשה מגנזיום יכול לבעור גם בסביבה של חנקן:

3Mg(s)  +  N2(g)  -->  2Mg3N2(s)