Interakcje kwasów z metalami. Interakcja kwasu siarkowego z metalami

Reakcja chemiczna kwasu z metalem jest specyficzna dla tych klas związków. W miarę jego protonu zredukowany jest proton wodoru, a w połączeniu z anionem kwasowym jest zastąpiony metalowym kationem. Jest to przykład reakcji z tworzeniem soli, chociaż istnieje kilka rodzajów interakcji, które nie spełniają tej zasady. Postępują one jak redukcja utleniania i nie towarzyszy ich ewolucja.

Zasady reakcji kwasów z metalami

Wszystkie reakcje kwasu nieorganicznego z metalem prowadzą do powstania soli. Wyjątkiem jest, być może, tylko reakcja szlachetnego metalu z królewską wódką, mieszanina kwasu chlorowodorowego i azotowego. Jakakolwiek inna interakcja kwasów z metalami prowadzi do powstania soli. W przypadku, gdy kwas nie jest ani siarkowy, ani azotowy, produkt jest rozszczepiony wodór molekularny.

Kiedy stężony kwas siarkowy wchodzi w reakcję, oddziaływanie z metalami przebiega zgodnie z zasadą procesu redukcji utleniania. W związku z tym eksperymentalnie wyodrębniono dwa rodzaje interakcji typowych metali i silnych kwasów nieorganicznych:

• Interakcje metali z rozcieńczonymi kwasami;
• Interakcja ze stężonym kwasem.

Reakcje pierwszego typu przebiegają z jakimkolwiek kwasem. Wyjątkiem jest tylko stężony kwas siarkowy i kwas azotowy o dowolnym stężeniu. Reagują one według drugiego typu i prowadzą do powstawania soli i produktów redukcji siarki i azotu.

Typowe interakcje kwasów z metalami

Metale zlokalizowane po lewej stronie wodoru w standardowych seriach elektrochemicznych reagują z rozcieńczonym kwasem siarkowym i innymi kwasami o różnych stężeniach, z wyjątkiem kwasu azotowego tworząc sól i uwalniają cząsteczkowy wodór. Metale znajdujące się po prawej stronie wodoru w serii elektroujemności nie mogą reagować z powyższymi kwasami i oddziaływać tylko z kwasem azotowym, niezależnie od jego stężenia, ze stężonym kwasem siarkowym i wodnym. Jest to typowa interakcja kwasów z metalami.

Reakcje metali ze stężonym kwasem siarkowym

Jeśli zawartość kwasu siarkowego w roztworze przekracza 68%, uważa się ją za stężoną i oddziałuje z metalami na lewo i prawo do wodoru. Zasadę reakcji z metalami różnych rodzajów działalności przedstawiono na poniższym zdjęciu. Tutaj, utleniacz jest atomem siarki w anionie siarczanowym. Zmniejsza się do siarkowodoru, 4-walentnego tlenku lub siarki molekularnej.

Reakcje z rozcieńczonym kwasem azotowym

Rozcieńczony kwas azotowy reaguje z metalami zlokalizowanymi po lewej i prawej stronie wodoru. Podczas reakcji z aktywnymi metalami powstaje amoniak, który natychmiast rozpuszcza się i reaguje z anionem azotanowym, tworząc kolejną sól. W przypadku metali o średniej aktywności kwas reaguje z uwalnianiem azotu molekularnego. Przy małej reaktywności reakcja przebiega z wyzwoleniem dwuwartościowego tlenku azotu. Najczęściej w jednej reakcji tworzy się kilka produktów redukujących siarki. Przykłady reakcji są sugerowane w poniższym załączniku graficznym.

Reakcje ze stężonym kwasem azotowym

W tym przypadku utleniacz jest również azotem. Wszystkie reakcje powodują powstanie soli i uwalnianie tlenku azotu. W aneksie graficznym proponuje się schematy przepływu reakcji oksydacyjno-redukcyjnych. Jednocześnie szczególna uwagę zasługuje na reakcję wódki królewskiej z elementami słabo aktywnymi. Taka interakcja kwasów z metalami nie jest specyficzna.

Reaktywność metali

Metale reagują z kwasami dość łatwo, chociaż istnieją obojętne substancje. Są to metale szlachetne i elementy, które mają wysoki standard potencjału elektrochemicznego. Na podstawie tego wskaźnika znajduje się wiele metali. Nazywa się serią elektroujemności. Jeśli metal jest w nim na lewo od wodoru, wtedy może reagować z rozcieńczonym kwasem.

Jest tylko jeden wyjątek: żelazo i aluminium z powodu tworzenia się tlenków trójwartościowych na ich powierzchni nie mogą reagować z kwasem bez ogrzewania. Jeśli mieszanina jest podgrzewana, to początkowo wchodzi do niej tlenek metalu z tlenków, a następnie rozpuszcza się w samym kwasie. Metale znajdujące się po prawej stronie wodoru w seriach aktywności elektrochemicznej nie mogą reagować z kwasem nieorganicznym, w tym rozcieńczonym kwasem siarkowym. Istnieją dwa wyjątki od reguł: te metale rozpuszczają się w stężonym i rozcieńczonym kwasie azotowym i wódce królewskiej. W tym ostatnim przypadku tylko rodu, rutenu, irydu i osmu nie można rozpuścić.