De reactie tussen water en natrium is een klassiek voorbeeld van een enkelvoudige verplaatsingsreactie. Bij deze reactie verdringt natrium, een zeer reactief metaal, waterstof uit water en vormt natriumhydroxide (NaOH) en waterstofgas (H2). De algemene chemische vergelijking voor deze reactie is:

2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)

Hier is een meer gedetailleerde uitleg van wat er gebeurt tijdens deze reactie:

1. Natriumatomen (Na) in het metaal komen in contact met watermoleculen (H2O).

2. Omdat natriumatomen zeer elektronegatief zijn, doneren ze gemakkelijk hun buitenste elektron aan het elektronegatieve zuurstofatoom van het watermolecuul.

3. Als gevolg hiervan verandert het natriumatoom in een positief geladen natriumion (Na+) en krijgt het watermolecuul een extra elektron en wordt het hydroxide-ion (OH-).

4. Deze ionen worden vervolgens opgelost door de resterende watermoleculen, waarbij natriumhydroxide (NaOH) wordt gevormd, een sterke base die oplosbaar is in water.

5. Tegelijkertijd combineren de waterstofatomen in het watermolecuul, die nu geen elektron hebben, zich om waterstofgas (H2) te vormen.

6. Waterstofgas, dat een lagere dichtheid heeft dan water, stijgt naar de oppervlakte en kan worden waargenomen als bellen of worden opgevangen in een geschikte container.

De reactie tussen water en natrium is zeer exotherm, wat betekent dat er een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt. Deze hitte kan ervoor zorgen dat het water kookt en een krachtige reactie veroorzaakt. Het is belangrijk op te merken dat deze reactie met voorzichtigheid en de juiste veiligheidsmaatregelen moet worden uitgevoerd, zoals het dragen van beschermende kleding en een veiligheidsbril, vanwege de ontvlambare aard van waterstofgas en de bijtende werking van natriumhydroxide.