Reaktionen mellan vatten och natrium är ett klassiskt exempel på en enkelförskjutningsreaktion. I denna reaktion tränger natrium, en mycket reaktiv metall, bort väte från vatten för att bilda natriumhydroxid (NaOH) och vätgas (H2). Den övergripande kemiska ekvationen för denna reaktion är:

2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)

Här är en mer detaljerad förklaring av vad som händer under denna reaktion:

1. Natriumatomer (Na) i metallen kommer i kontakt med vattenmolekyler (H2O).

2. Natriumatomer är mycket elektronegativa och donerar lätt sin yttersta elektron till den elektronegativa syreatomen i vattenmolekylen.

3. Som ett resultat omvandlas natriumatomen till en positivt laddad natriumjon (Na+), och vattenmolekylen får en extra elektron och blir hydroxidjon (OH-).

4. Dessa joner löses sedan av de återstående vattenmolekylerna och bildar natriumhydroxid (NaOH), en stark bas som är löslig i vatten.

5. Samtidigt kombineras väteatomerna i vattenmolekylen, som nu saknar en elektron, och bildar vätgas (H2).

6. Vätgas, som är mindre tät än vatten, stiger upp till ytan och kan observeras som bubblor eller samlas i en lämplig behållare.

Reaktionen mellan vatten och natrium är mycket exotermisk, vilket innebär att den frigör en betydande mängd värme. Denna värme kan få vattnet att koka och producera en kraftig reaktion. Det är viktigt att notera att denna reaktion bör utföras med försiktighet och lämpliga säkerhetsåtgärder, såsom att bära skyddskläder och skyddsglasögon, på grund av vätgasens brandfarliga natur och natriumhydroxidens kausticitet.