Química: ¿Qué pasaría si mezclara 10 gramos de cada uno de los primeros 50 elementos en la tabla periódica, en orden?

Como otras respuestas han mencionado, exactamente lo que sucederá depende de una gran cantidad de parámetros. Muy importante es la forma de cada elemento: ¿porción sólida o átomos individuales? También es importante, y creo que aún no se ha mencionado, si está agregando cada elemento en un intervalo regular (por ejemplo, un elemento por minuto), independientemente de las reacciones que ya están en curso, o esperando hasta que se produzcan reacciones químicas y térmicas. se ha alcanzado el equilibrio antes de que ingrese el siguiente elemento. Y no comencemos con el tema de qué contenedor va a contener su lote de kimchi * de Satanás, o estaremos aquí todo el día.

. . . pensándolo bien, tal vez deberíamos discutir el contenedor, aunque solo sea para prolongar la supervivencia de cualquier persona desafortunada / lo suficientemente temeraria como para estar dentro del radio de explosión de este experimento. . .

Voy a suponer que estamos trabajando a temperatura ambiente (aproximadamente 20 ° C o 70 ° F) y presión (aproximadamente 101 kPa), esperando el equilibrio de la reacción, y el contenedor no importa. Digamos que es un globo de yoduro de nobtanium, que resulta ser la sustancia más inerte y más elástica del universo. También voy a suponer que cada vez que hice cálculos, los hice sin problemas y no me olvidé de nada importante que aprendí en la escuela primaria **

Hidrógeno: no hay nada más en el globo para que reaccione (todavía). Si es gas H2 puro, tendrás 5 mol en el globo, que en la atmósfera de la Tierra a temperatura ambiente será de aproximadamente 124 L, más o menos. El resultado que obtuve es un globo del tamaño de una pelota de playa de 62 cm de diámetro, casi exactamente 2 pies. Asegúrate de sujetarlo con firmeza, o considera amarrar tu pelota playera de forma segura, y mantenla lejos de chispas y llamas, por las dudas.

Helio: Todavía no hay nada en el globo para que reaccione el hidrógeno. El helio siempre será monoatómico y 4 g por mol, por lo que 10 g = 2.5 mol. Los 62 L adicionales de gas expanden el diámetro del globo a 71 cm, o 28 pulgadas. Ya no tiene que aguantar tanto, porque la densidad ha aumentado de 81 mg / L a 108 mg / L, pero seguirá volando si lo suelta.

Litio: ¡ Ahora el hidrógeno tiene algo con lo que reaccionar! 10 g de litio son 1,44 moles, por lo tanto, deberían reaccionar 0,72 moles de H2, produciendo 1,44 moles de LiH y dejando 4,28 moles de H2 gas. El volumen del globo cae entre 17.9 L y 168.1 L, por lo tanto su diámetro se reduce a 68 cm, o 26-27 pulgadas. Espero que te hayas puesto los guantes, porque el globo probablemente se haya calentado un poco al tacto.

Berilio: También es un metal reactivo, espero que se convierta en BeH2, y simultáneamente caliente y desinfle ligeramente el globo a medida que se forma. Todavía quedará suficiente hidrógeno elemental, por no mencionar todo el helio.

Boro, Carbono: No pasa mucho aquí. ¿Quizás se puede formar metano? No olvide que, aunque la masa que estamos agregando permanece igual, la cantidad de átomos (moles) continúa disminuyendo.

Nitrógeno: moléculas más complejas, como el cianuro de hidrógeno, podrían comenzar a formarse, pero no sé si lo harían.

Oxígeno: si no tuvieras mi atención antes, la tienes ahora. El oxígeno debería reaccionar y crear una pequeña y agradable mezcla de varias cosas. Óxidos, hidróxidos, alcoholes, nitratos, carbonatos. . . tal vez deberíamos amarrar el globo, si no lo hemos hecho ya, con una buena cadena larga. Cadena que no tiene hierro como base. . .

Flúor: ¡ Ahora la diversión se pone en marcha! Esto es, literalmente, la prueba de fuego de si este experimento es sobrevivible. El flúor reaccionará felizmente con todo lo que hay en el globo excepto con el helio, creando todo tipo de infernalismo exotérmico y nocivo a medida que lo hace. Esperemos que el fluoruro de unobtanium tenga algo de durabilidad con su análogo de yoduro, porque a pesar de nuestros ruegos más fervientes, el flúor completamente individual reaccionó con eso también.

Neon: tomemos un descanso por un momento; nos lo hemos ganado

Sodio, Magnesio, Aluminio, Silicio, Fósforo, Azufre, Cloro: ¿Notaste la respuesta que hace referencia a xkcd? Cada uno de estos elementos, cuando se agrega al globo, resulta en la tercera fila de la tabla periódica que intenta asesinarlo con fuego. Si llega hasta el hermano más grande pero más suave del flúor, el fuego puede incluso incluir trozos de trifluoruro de cloro. Si es así, Sand no te salvará esta vez

Argon: Tomemos otro descanso; Realmente nos lo hemos ganado.

Potasio, calcio: ambos son reconocidos por ser metales reactivos, pero su suposición es tan buena como la mía en cuanto a lo que existe en el globo para que reaccionen, y cuán seriamente lo hacen.

Scandium: su billetera ahora sabe algo del dolor que siente; una muestra de 10 gramos de Scandium metal le costará unos miles de dólares estadounidenses.

Titanio (22) a través de Molibdeno (42): Algunas reacciones aquí y allá, pero la mayoría de estos elementos se integrarán muy pacíficamente, al menos en comparación con los elementos del 9 al 17.

Tecnecio: el elemento radiactivo más ligero, y 10 gramos de él van a entregar una dosis significativa, pero si nuestro escudo logró protegernos a través de la pirotecnia de Row 3, entonces seguramente es lo suficientemente grueso como para bloquear la dosis a la que estaríamos expuestos, ¿derecho? Y estamos en tanto problema con la EPA y la policía local y los departamentos de bomberos ya, cualquier desprecio de los reguladores atómicos es similarmente insignificante.

Rutenio a través del estaño: ¡Woo! ¡Estamos en la recta final y podemos llegar a la línea de meta!

Así que ahí lo tienes: qué esperar si tratas de mezclar los primeros 50 elementos en orden.

TL; DR versión: Muerte. Probablemente con 41 muestras de elementos todavía sentados sobre la mesa. (O acostado en la ceniza de la hierba después de la explosión de flúor y la nube hizo que la mesa dejara de ser una mesa).

* ¡crédito al químico descubridor de fármacos Derek Lowe por ese excelente término!
** por mucho la suposición más peligrosa en toda mi respuesta.
*** si se trata de átomos H disociados, dudo que importe cuán fantástico fue tu sistema de contención; En el instante en que lo agregaste, creo que se formó violentamente en H2, y la exotermia también te transformó violentamente en vapor.

No lo has pensado en absoluto. ¿Qué pasa si la forma elemental común es un sólido? ¿Qué se supone que significa “mezcla”? ¿Cómo vas a mezclar un bloque de metal con un cubo de agua? También el peso atómico aumenta marcadamente.

Mira, tu átomo número atómico 50 es 100 veces más pesado que un átomo de hidrógeno. Eso significa que tiene 100 veces más hidrógenos por el mismo peso. Entonces, para tratar de reparar una pregunta interrumpida, voy a decir vamos a decir, digamos, un micromol de cada uno en forma elemental común bajo NTP. Esa es la temperatura y la presión normal. Pero incluso eso no va a ayudar, porque los nuevos participantes se diluyen cada vez más. Si introduce un material reactivo, entonces la forma física de los materiales que encuentra es importante. ¿Vas a dividir finamente los sólidos? ¿Vas a ignorar la densidad o la molaridad y hacer eso en una relación de área a volumen?

Y ten cuidado, una predicción errónea al principio hace que toda la secuencia sea incorrecta. Y dado que no sabemos exactamente porque no tiene sentido hacer esto, las predicciones tendrían que ser probadas. Pero será mejor que saque su chequera también, porque incluso en la fila uno, el berilio elemental es caro. (Ese núcleo no está favorecido en la nucleosíntesis estelar, por lo que es raro). Inicialmente podemos hacer que el litio reaccione con hidrógeno para formar el hidruro, pero los hidruros BeLiH mixtos no van a formarse espontáneamente. Necesita rutas sintéticas especiales para hacer un enlace covalente Be-H. Entonces, principalmente, vas a conseguir cosas estúpidamente sentadas, y si las reacciones ocurren, serán muy lentas. Mismo trato con Boro, Carbono, Nitrógeno, hasta oxígeno y flúor y luego debería comenzar a tener reacciones.

Pero en esta etapa hay demasiadas variables y demasiada dependencia de las suposiciones sobre el estado físico y las condiciones para hacer predicciones sensatas. No será estequiométrico, y algunos ajustes pueden llevar mucho tiempo. Un sistema muy complejo puede ser de un millón de maneras, como el clima.

Muchas reacciones exotérmicas tendrían lugar. El entusiasmo del proceso general dependerá de la forma del elemento y el tiempo entre una adición y la siguiente. Por ejemplo, el litio en polvo o en película fina probablemente se incendie cuando se introduce el oxígeno. Si es así, parte del hidrógeno también se quemará. Los restos de litio y berilio reaccionarían violentamente con flúor. Una secuencia similar ocurriría cuando el sodio, el magnesio, el aluminio (en polvo) y el fósforo se juntaran con el azufre y el cloro. Más allá de eso, tendrá una gran cantidad de productos que tenderán a limitar la teatralidad de las nuevas incorporaciones.

Primero, saludo la respuesta detallada pero atractiva de Dan .

Este es un enfoque látigo (¡suficiente para advertirnos que retrocedamos!), Aunque solo sea incompleto y cualitativo:

Los elementos alcalinos en el extremo izquierdo (metales, fácilmente oxidados) y [excluyendo los gases inertes] que reaccionan con halógenos (electronegativos, fácilmente reducidos) van a tener un comportamiento bastante violento. Solo eso garantizará una vida espontánea y (aunque la diversión no estará limitada a estos extremos) un buen momento exotérmico.

Solo Li (g) y F2 (g) solo harán el truco. La entropía se verá reducida por la transformación de gas → anión (sólido) de los halógenos, pero el efecto general sería una gran exotermia espontánea -que irá acompañada de cierta violencia- debido a la estabilidad iónica inducida a través de transferencias masivas de electrones (redox). regla aproximada: cuanto más alejados horizontalmente están los elementos, más entusiasta es la reacción.

Sólo digo’…

Haría una mezcla de hidruros, hidróxidos (humedad en el aire que reacciona con hidruros y metales del Grupo 1), nitruros, nitratos, óxidos, fluoruros, fosfatos, fosfuros, sulfatos, sulfuros, cloruros, cloratos, arseniuros, seleniuros y bromuros. de los 50 elementos. La composición exacta dependerá de las condiciones de reacción y de cuánto tiempo esté preparado para esperar antes de analizar la mezcla.
Este ejercicio sería, por supuesto, extremadamente peligroso; mezclando a ciegas productos químicos sin saber lo que está haciendo. Los hidruros son muy reactivos para empezar. Los fluoruros y cloruros de nitrógeno son peligrosamente explosivos también. Podría pasar cualquier cosa si mezclas productos químicos a ciegas sin saber la química suficiente como para anticipar lo que podría pasar. Rubidium, Element No. 37, es extremadamente reactivo. Debería revisar la química del rubidio antes de introducirlo en un matraz de productos químicos que contengan cloro, flúor, bromo, oxígeno e hidrógeno. Entonces para anticipar lo que podría pasar. El vidrio volador puede cegar. Sin embargo, 40 gramos de una mezcla de Helio, Neón, Argón y Krypton que ya están en ese matraz, gases inertes, pueden significar que no puede pasar nada. Los gases inertes sofocan cualquier reacción vigorosa. El principal peligro en ese caso sería saber cómo manejar Rubidio de forma segura. No vas a aprender a hacer eso en High School. Tus padres demandarían a la escuela si hubiera un accidente.

  1. Nada bueno. Tome 10 g de cristales de permanganato de potasio (KMNO4) y vierta 10 ml de glicerina en él (bueno para comenzar las fogatas cuando está húmedo. Sustituya el ácido nítrico por la glicerina y huya del volcán instantáneo. Me recuerda a la cancioncilla: Johnny era una plaga sedienta, pero Johnny ya no está más. Lo que pensó que era H2O era H2SO4.

Quizás una pregunta más interesante es si hay algún orden en el que pueda colocar ladrillos de diferentes tamaños de la tabla periódica de forma que no arda, explote o deje quemaduras de radiación masiva.

Por ejemplo, podrías usar plomo para proteger algunos de los elementos radiactivos … Sospecho que no es posible sin reglas escritas cuidadosamente, pero sería interesante si hubiera un orden o estructura segura en la que pudieras ordenar todo los elementos de forma segura.

Usted moriría. Muy, muy dolorosamente Muchas de las cosas que hay allí son muy peligrosas, especialmente cuando se combinan con otros elementos peligrosos.