4-ب. إحلال فلز محل هيدروجين الماء

الفلزات الواقعة في مقدمة المتسلسلة (شديدة النشاط) تتفاعل مع الماء وتحلّ محل هيدروجينه.

تجربة الصوديوم والماء:

• نملأ حوضًا زجاجيًا بالماء إلى منتصفه.
• بالملقط نأخذ قطعة صغيرة جدًا من الصوديوم (في حجم حبة الأرز) بعد تجفيفها من الكيروسين الذي تُحفظ فيه بورق ترشيح، ثم نضعها على سطح الماء.

الملاحظات:

• تتحرك قطعة الصوديوم بسرعة على سطح الماء، وتتفاعل فورًا وبشدة مع الماء البارد، وتتولد حرارة كبيرة قد تشعل الهيدروجين الناتج.
• يتصاعد غاز الهيدروجين، ويتكوّن محلول هيدروكسيد الصوديوم القلوي:

2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g)↑ + حرارة

احتياطات الأمان:

• نستخدم قطعة صغيرة جدًا، ونرتدي نظارة وقفازات، ونُبقي كمية من الرمل الجاف قريبة لإخماد أي حريق (لا يُستعمل الماء لإطفاء حريق الصوديوم).

مقارنة بالماغنسيوم:

• يوضع شريط ماغنسيوم في ماء بارد فلا يحدث تفاعل ظاهر، فإذا نُقل إلى ماء ساخن بدأ التفاعل (تظهر فقاعات الهيدروجين).
• أي أن الماغنسيوم يحتاج إلى طاقة حرارية ليتفاعل مع الماء، مما يدل على أنه أقل نشاطًا من الصوديوم الذي تفاعل مع الماء البارد فورًا.