Активни метали со вода. Интеракција на метали со неметали. Примери на реакции на интеракција на метали со киселини

Својства на металите.

1. Основни својства на металите.

Карактеристиките на металите се поделени на физички, хемиски, механички и технолошки.

Физичките својства вклучуваат: боја, специфична тежина, фузибилност, електрична спроводливост, магнетни својства, топлинска спроводливост, проширување при загревање.

До хемиски - оксидираност, растворливост и отпорност на корозија.

До механички - сила, цврстина, еластичност, вискозност, пластичност.

До технолошки - стврднување, флуидност, податливост, заварливост, обработливост.

1. Физички и хемиски својства.

Боја. Металите се непроѕирни, т.е. не дозволувајте светлина да помине, а во оваа рефлектирана светлина, секој метал има своја посебна нијанса - боја.

Од техничките метали обоени се само бакар (црвено) и неговите легури. Бојата на другите метали се движи од челично сива до сребрено бела. Најтенките филмови на оксиди на површината на металните производи им даваат дополнителни бои.

Специфична гравитација.Тежината на еден кубен сантиметар од супстанцијата, изразена во грамови, се нарекува специфична тежина.

Според специфичната тежина, се разликуваат лесни метали и тешки метали. Од техничките метали најлесен е магнезиумот (специфична тежина 1,74), најтежок е волфрам (специфична тежина 19,3). Специфичната тежина на металите до одреден степен зависи од начинот на кој се произведуваат и обработуваат.

Топливост.Способноста да се промени од цврста во течна кога се загрева е најважниот имотметали. Кога се загреваат, сите метали преминуваат од цврста во течна состојба, а кога стопениот метал се лади, од течна состојба во цврста состојба. Точката на топење на техничките легури нема една специфична точка на топење, туку опсег на температури, понекогаш доста значајни.

Електрична спроводливост.Спроводливоста е пренос на електрична енергија со слободни електрони. Електричната спроводливост на металите е илјадници пати поголема од електричната спроводливост на неметалните тела. Како што се зголемува температурата, електричната спроводливост на металите се намалува, а како што се намалува температурата се зголемува. Кога се приближува апсолутна нула(- 273 0 C) електричната спроводливост на бесконечно метали се движи од +232 0 (калај) до 3370 0 (волфрам). Најмногу се зголемува (отпорот паѓа на близу нула).

Електричната спроводливост на легурите е секогаш помала од електричната спроводливост на една од компонентите што ги сочинуваат легурите.

Магнетни својства.Само три метали се јасно магнетни (феромагнетни): железо, никел и кобалт, како и некои од нивните легури. Кога се загреваат на одредени температури, овие метали ги губат и своите магнетни својства. Некои легури на железо не се феромагнетни дури и на собна температура. Сите други метали се поделени на парамагнетни (привлечени од магнети) и дијамагнетни (одвратени од магнети).

Топлинска спроводливост.Топлинската спроводливост е пренос на топлина во телото од потопло на помалку загреано место без видливо движење на честичките на ова тело. Високата топлинска спроводливост на металите им овозможува брзо и рамномерно загревање и ладење.

Од техничките метали, бакарот има најголема топлинска спроводливост. Топлинската спроводливост на железото е многу помала, а топлинската спроводливост на челикот варира во зависност од содржината на компонентите во него. Како што се зголемува температурата, топлинската спроводливост се намалува, а како што се намалува температурата се зголемува.

Топлински капацитет.Топлинскиот капацитет е количината на топлина потребна за да се подигне температурата на телото за 10.

Специфичниот топлински капацитет на супстанцијата е количината на топлина во килограми - калории, која мора да се пријави на 1 кг супстанција за да се подигне нејзината температура за 1 0.

Специфичниот топлински капацитет на металите во споредба со другите супстанции е мал, што го прави релативно лесно нивното загревање на високи температури.

Проширување кога се загрева.Односот на зголемувањето на должината на телото кога се загрева за 1 0 до неговата оригинална должина се нарекува коефициент на линеарно проширување. За различни метали, коефициентот на линеарно проширување варира многу. На пример, волфрамот има линеарен коефициент на експанзија од 4,0·10 -6, а олово 29,5 ·10 -6.

Отпорност на корозија.Корозијата е уништување на метал поради неговата хемиска или електрохемиска интеракција со надворешната средина. Пример за корозија е рѓосувањето на железото.

Високата отпорност на корозија (отпорност на корозија) е важно природно својство на некои метали: платина, злато и сребро, поради што се нарекуваат благородни. Никелот и другите обоени метали, исто така, добро се спротивставуваат на корозија. Цветните метали кородираат посилно и побрзо од обоените метали.

2. Механички својства.

Сила.Силата на металот е неговата способност да се спротивстави на дејството на надворешните сили без да се сруши.

Цврстина.Цврстината е способност на телото да се спротивстави на навлегувањето на друго, повеќе цврсто тело.

Еластичност.Еластичноста на металот е неговата особина да ја врати формата по завршувањето на дејството на надворешните сили што предизвикале промена на обликот (деформација.)

Вискозитет.Цврстината е способност на металот да се спротивстави на надворешните сили кои брзо се зголемуваат (шок). Вискозноста е спротивното својство на кршливоста.

Пластика.Пластичноста е својство на металот да се деформира без уништување под дејство на надворешни сили и да го задржи нова формапо престанокот на власта. Пластичноста е својство што е спротивно на еластичноста.

Во табелата. 1 ги прикажува својствата на техничките метали.

Табела 1.

Својства на технички метали.

метално име	Специфична тежина (густина) gcm 3	Точка на топење 0 С	Цврстина на Бринел	Јакост на истегнување (јакост на истегнување) kgmm 2	Релативна екстензија %	Релативна контракција на пресекот %
АлуминиумВолфрамЖелезоКобалтМагнезиумМанганБакарНикелКалајОловоХромЦинк	2,7 19,3 7,87 8,9 1,74 7,44 8,84 8,9 7,3 11,34 7,14 7,14	658 3370 1530 1490 651 1242 1083 1452 232 327 1550 419	20-37 160 50 125 25 20 35 60 5-10 4-6 108 30-42	8-11 110 25-33 70 17-20 Кревка22 40-50 2-4 1,8 Кревка11,3-15	40 - 21-55 3 15 Кревка60 40 40 50 Кревка5-20	85 - 68-55 - 20 Кревка75 70 74 100 Кревка-

3. Значење на својствата на металите.

Механички својства.Првиот услов за кој било производ е доволна јачина.

Металите имаат поголема цврстина во споредба со другите материјали, па така оптоварените делови на машините, механизмите и конструкциите најчесто се направени од метали.

Многу производи, покрај општата јачина, мора да имаат и посебни својства карактеристични за работата на овој производ. На пример, алатките за сечење мора да имаат висока цврстина. За производство на други алати за сечење, се користат челици за алат и легури.

За производство на пружини и пружини се користат специјални челици и легури со висока еластичност.

Ноктилните метали се користат во случаи кога деловите се подложени на ударно оптоварување за време на работата.

Пластичноста на металите овозможува нивна обработка со притисок (фалсификување, тркалање).

физички својства.Во зградата на авиони, автомобили и вагони, тежината на деловите е често најважната карактеристика, така што алуминиумот и особено легурите на магнезиум се неопходни овде. Специфичната цврстина (односот на цврстината на истегнување и специфичната тежина) за некои легури, како што е алуминиумот, е поголема отколку за благиот челик.

Топливостсе користи за добивање на одлеаноци со истурање на стопен метал во калапи. Металите со ниска топење (како што е олово) се користат како средство за гаснење за челик. Некои сложени легури имаат толку ниска точка на топење што се топат во топла вода. Ваквите легури се користат за леење матрици за печатење, во уреди кои служат за заштита од пожари.

Метали со високи електрична спроводливост(бакар, алуминиум) се користат во електротехниката, за изградба на далноводи и легури со висока електрична отпорност - за лампи, електрични грејачи.

Магнетни својстваметалите играат примарна улога во електротехниката (динамоси, мотори, трансформатори), за комуникациски уреди (телефонски и телеграфски комплети) и се користат во многу други видови машини и уреди.

Топлинска спроводливостметалите овозможуваат производство на нивните физички својства. Топлинската спроводливост се користи и во производството на лемење и заварување на метали.

Некои метални легури имаат коефициент на линеарна експанзија, блиску до нула; таквите легури се користат за производство на прецизни инструменти, радио цевки. Проширувањето на металите мора да се земе предвид при изградба на долги конструкции како што се мостовите. Исто така, треба да се има на ум дека два дела направени од метали со различни коефициенти на проширување и прицврстени заедно можат да се свиткаат, па дури и да се скршат при загревање.

Хемиски својства.Отпорноста на корозија е особено важна за производите кои работат во високо оксидирачки средини (решетки, делови од хемиски машини и уреди). За да се постигне висока отпорност на корозија, се произведуваат специјални нерѓосувачки, киселински и отпорни на топлина челици, а се користат и заштитни премази.

Метали (од лат. metallum - рудник, мој) - група елементи, во форма едноставни материисо карактеристични метални својства, како што се висока топлинска и електрична спроводливост, позитивен температурен коефициент на отпор, висока еластичност и метален сјај.

Од 118 хемиски елементи откриени во моментот (од кои не сите се официјално признати), металите вклучуваат:

• 6 елементи во групата на алкални метали,
• 6 во групата на земноалкални метали,
• 38 во групата на преодни метали,
• 11 во групата на лесни метали,
• 7 во групата на полуметали,
• 14 во групата лантаниди + лантан,
• 14 во групата на актиниди (физичките својства не се проучени за сите елементи) + актиниум,
• надвор од одредени групи на берилиум и магнезиум.

Така, 96 елементи од сите откриени можеби припаѓаат на метали.

Во астрофизиката, терминот „метал“ може да има поинакво значење и да се однесува на сите хемиски елементипотешки од хелиум

Карактеристични својства на металите

1. Метален сјај (карактеристичен не само за металите: го имаат и неметалите јод и јаглерод во форма на графит)
2. Добра електрична спроводливост
3. Можност за лесна обработка
4. Висока густина (обично металите се потешки од неметалите)
5. Висока точка на топење (исклучоци: жива, галиум и алкални метали)
6. Голема топлинска спроводливост
7. Во реакциите, тие се најчесто редуцирачки агенси.

Физички својства на металите

Сите метали (освен живата и, условно, Франција) се во цврста состојба во нормални услови, но имаат различна цврстина. Подолу е тврдоста на некои метали на скалата Мохс.

Точки на топењечистите метали се движат од -39 °C (жива) до 3410 °C (волфрам). Точката на топење на повеќето метали (со исклучок на алкалите) е висока, но некои „нормални“ метали, како што се калај и олово, може да се стопат на конвенционален електричен или шпорет на гас.

Во зависност од густина, металите се делат на лесни (густина 0,53 ÷ 5 g / cm³) и тешки (5 ÷ 22,5 g / cm³). Најлесниот метал е литиумот (густина 0,53 g/cm³). Во моментов е невозможно да се именува најтешкиот метал, бидејќи густината на осмиумот и иридиумот - двата најтешки метали - се речиси еднакви (околу 22,6 g / cm³ - точно двапати поголема од густината на оловото), и исклучително е тешко да се пресмета нивната точна густина: за ова ви требаат целосно чисти метали, бидејќи сите нечистотии ја намалуваат нивната густина.

Повеќето метали пластика, односно метална жица може да се свитка, и нема да се скрши. Ова се должи на поместувањето на слоевите на металните атоми без прекин на врската меѓу нив. Најмногу пластични се златото, среброто и бакарот. Од злато може да се направи фолија со дебелина од 0,003 мм, која се користи за позлата на производите. Сепак, не сите метали се пластични. Цинк или калај жица крцка кога се свиткани; манганот и бизмутот воопшто не се виткаат при деформација, туку веднаш се кршат. Пластичноста зависи и од чистотата на металот; Така, многу чистиот хром е многу еластичен, но контаминиран со дури и мали нечистотии, станува кршлив и потврд. Некои метали како злато, сребро, олово, алуминиум, осмиум можат да растат заедно, но тоа може да трае со децении.

Сите метали се добри спроведе електрична струја;Ова се должи на присуството во нив кристални решеткимобилни електрони кои се движат под влијание на електрично поле. Среброто, бакарот и алуминиумот имаат најголема електрична спроводливост; поради оваа причина, последните два метали најчесто се користат како материјал за жици. Натриумот исто така има многу висока електрична спроводливост; познати се обидите да се користат натриумови проводници во форма на тенкоѕидни цевки од нерѓосувачки челик исполнети со натриум во експерименталната опрема. Поради малата специфична тежина на натриумот, со еднаков отпор, натриумовите „жици“ се многу полесни од бакарот, па дури и малку полесни од алуминиумот.

Високата топлинска спроводливост на металите зависи и од подвижноста на слободните електрони. Затоа, серијата на топлинска спроводливост е слична на серијата електрични спроводливости и најдобар спроводник на топлина, како и електричната енергија, е среброто. Натриумот се користи и како добар спроводник на топлина; Нашироко е познато, на пример, употребата на натриум во вентилите на автомобилските мотори за да се подобри нивното ладење.

Бојаповеќето метали се приближно исти - светло сива со синкава нијанса. Златото, бакарот и цезиумот се жолти, црвени и светло жолти, соодветно.

Хемиски својства на металите

На надворешно електронско ниво, повеќето метали имаат мал број електрони (1-3), така што во повеќето реакции тие дејствуваат како редукциони агенти (т.е. ги „даваат“ своите електрони).

Реакции со едноставни материи

• Сите метали реагираат со кислород освен златото и платината. Реакцијата со среброто се јавува на високи температури, но оксидот на среброто (II) практично не се формира, бидејќи е термички нестабилен. Во зависност од металот, излезот може да биде оксиди, пероксиди, супероксиди:

литиум оксид

натриум пероксид

калиум супероксид

За да се добие оксид од пероксид, пероксидот се намалува со метал:

Кај средно-активни метали, реакцијата се јавува кога се загрева:

• Само најактивните метали реагираат со азот, само литиумот комуницира на собна температура, формирајќи нитриди:

Кога се загрева:

• Сите метали реагираат со сулфур освен злато и платина:

Железото реагира со сулфур кога се загрева за да формира сулфид:

• Само најактивните метали реагираат со водородот, односно металите од групите IA и IIA, освен Be. Реакциите се изведуваат кога се загреваат и се формираат хидриди. Во реакциите, металот делува како редукционо средство, оксидационата состојба на водородот е -1:

• Само најактивните метали реагираат со јаглерод. Во овој случај, се формираат ацетилениди или метаниди. Ацетилидите, при интеракција со вода, даваат ацетилен, метаниди - метан.

Металите се разликуваат многу по нивната хемиска активност. Хемиската активност на металот може грубо да се процени според неговата положба во.

Најактивните метали се наоѓаат на почетокот на овој ред (лево), најактивните - на крајот (десно).
Реакции со едноставни материи. Металите реагираат со неметали за да формираат бинарни соединенија. Условите на реакцијата, а понекогаш и нивните производи, многу варираат за различни метали.
На пример, алкалните метали активно реагираат со кислород (вклучувајќи го и воздухот) на собна температура за да формираат оксиди и пероксиди.

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

Металите со средна активност реагираат со кислород кога се загреваат. Во овој случај, се формираат оксиди:

2Mg + O 2 \u003d t 2MgO.

Неактивните метали (на пример, злато, платина) не реагираат со кислород и, според тоа, практично не го менуваат нивниот сјај во воздухот.
Повеќето метали, кога се загреваат со сулфур во прав, ги формираат соодветните сулфиди:

Реакции со комплексни супстанции. Соединенијата од сите класи реагираат со метали - оксиди (вклучувајќи вода), киселини, бази и соли.
Активните метали реагираат бурно со вода на собна температура:

2Li + 2H2O \u003d 2LiOH + H2;
Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2.

Површината на металите како што се магнезиум и алуминиум, на пример, е заштитена со густа фолија од соодветниот оксид. Ова ја спречува реакцијата со вода. Меѓутоа, ако овој филм е отстранет или неговиот интегритет е нарушен, тогаш овие метали исто така активно реагираат. На пример, магнезиум во прав реагира со топла вода:

Mg + 2H 2 O \u003d 100 ° C Mg (OH) 2 + H 2.

При покачени температури, помалку активните метали реагираат и со вода: Zn, Fe, Mil, итн. Во овој случај, се формираат соодветните оксиди. На пример, кога водена пареа ќе помине преку врели железни струготини, се јавува следнава реакција:

3Fe + 4H 2 O \u003d t Fe 3 O 4 + 4H 2.

Металите од серијата активности до водород реагираат со киселини (освен HNO 3) за да формираат соли и водород. Активните метали (K, Na, Ca, Mg) реагираат со киселински раствори многу бурно (со голема брзина):

Ca + 2HCl \u003d CaCl2 + H2;
2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Неактивните метали често се практично нерастворливи во киселини. Ова се должи на формирањето на нерастворлива солена фолија на нивната површина. На пример, оловото, кое е во серијата на активности до водород, практично не се раствора во разредена сулфурна и хлороводородна киселина поради формирање на филм од нерастворливи соли (PbSO 4 и PbCl 2) на неговата површина.

За да гласате, треба да вклучите JavaScript

Интеракција на метали со едноставни оксидирачки агенси. Односот на метали со вода, водени раствори на киселини, алкалии и соли. Улогата на оксидниот филм и производите на оксидација. Интеракција на метали со азотни и концентрирани сулфурни киселини.

Металите ги вклучуваат сите s-, d-, f-елементи, како и p-елементите лоцирани во долниот дел периодичен системод дијагоналата извлечена од бор до астатин. Во едноставни материи од овие елементи се остварува метална врска. Металните атоми имаат малку електрони во надворешната електронска обвивка, во количина од 1, 2 или 3. Металите покажуваат електропозитивни својства и имаат мала електронегативност, помала од два.

Металите се својствени карактеристики. тоа цврсти материи, потежок од водата, со метален сјај. Металите имаат висока топлинска и електрична спроводливост. Се карактеризираат со емисија на електрони под влијание на различни надворешни влијанија: зрачење со светлина, при загревање, при кинење (егзоелектронска емисија).

Главната карактеристика на металите е нивната способност да донираат електрони на атоми и јони на други супстанции. Металите се редуцирачки агенси во огромното мнозинство на случаи. И ова е нивната карактеристика хемиско својство. Размислете за односот на металите со типичните оксидирачки агенси, кои вклучуваат едноставни супстанции - неметали, вода, киселини. Табела 1 дава информации за односот на металите со едноставните оксидирачки агенси.

Табела 1

Односот на метали со едноставни оксидирачки агенси

Сите метали реагираат со флуор. Исклучок се алуминиум, железо, никел, бакар, цинк во отсуство на влага. Овие елементи, кога реагираат со флуор, првично формираат флуоридни филмови кои ги штитат металите од понатамошна реакција.

Под истите услови и причини, железото се пасивизира во реакција со хлор. Во однос на кислородот, не сите, туку само голем број метали формираат густи заштитни фолии од оксиди. При преминот од флуор во азот (табела 1), оксидативната активност се намалува и затоа сите повеќеметалите не се оксидираат. На пример, само литиум и земноалкални метали реагираат со азот.

Односот на метали со вода и водени раствори на оксидирачки агенси.

AT водени растворинамалувачката активност на металот се карактеризира со вредноста на неговиот стандарден редокс потенцијал. Од целиот опсег на стандардни редокс потенцијали, се разликуваат низа метални напони, што е наведено во табела 2.

табела 2

Метали на стрес на ред

Оксидизатор	Равенка на процесот на електрода	Стандарден потенцијал на електрода φ 0, V	Средство за намалување	Условна активност на редуцирачки агенси
Ли +	Li + + e - = Ли	-3,045	Ли	Активен
Rb+	Rb + + e - = Rb	-2,925	Rb	Активен
К+	K + + e - = К	-2,925	К	Активен
Cs +	Cs + + e - = Cs	-2,923	Cs	Активен
Ca2+	Ca 2+ + 2e - = Ca	-2,866	Ca	Активен
Na+	Na + + e - = Na	-2,714	На	Активен
Mg2+	Mg 2+ +2 e - \u003d Mg	-2,363	mg	Активен
Ал 3+	Al 3+ + 3e - = Ал	-1,662	Ал	Активен
Ти 2+	Ti 2+ + 2e - = Ti	-1,628	Ти	ср активност
Mn2+	Mn 2+ + 2e - = Mn	-1,180	Мн	ср активност
Cr2+	Cr 2+ + 2e - = Cr	-0,913	Кр	ср активност
H2O	2H 2 O+ 2e - \u003d H 2 + 2OH -	-0,826	H2, pH=14	ср активност
Zn2+	Zn 2+ + 2e - = Zn	-0,763	Zn	ср активност
Cr3+	Cr 3+ +3e - = Cr	-0,744	Кр	ср активност
Fe2+	Fe 2+ + e - \u003d Fe	-0,440	Fe	ср активност
H2O	2H 2 O + e - \u003d H 2 + 2OH -	-0,413	H2, pH=7	ср активност
ЦД 2+	Cd 2+ + 2e - = Cd	-0,403	ЦД	ср активност
Co2+	Co 2+ +2 e - \u003d Co	-0,227	ко	ср активност
Ni2+	Ni 2+ + 2e - = Ni	-0,225	Ни	ср активност
sn 2+	Sn 2+ + 2e - = Sn	-0,136	sn	ср активност
Pb 2+	Pb 2+ + 2e - = Pb	-0,126	Pb	ср активност
Fe3+	Fe 3+ + 3e - \u003d Fe	-0,036	Fe	ср активност
H+	2H + + 2e - =H 2		H2, pH=0	ср активност
Би 3+	Би 3+ + 3е - = Би	0,215	Би	Мали активни
Cu2+	Cu 2+ + 2e - = Cu	0,337	Cu	Мали активни
Cu+	Cu + + e - = Cu	0,521	Cu	Мали активни
Hg 2 2+	Hg 2 2+ + 2e - = Hg	0,788	Hg 2	Мали активни
Аг+	Ag + + e - = Аг	0,799	Аг	Мали активни
Hg2+	Hg 2+ + 2e - \u003d Hg	0,854	Хг	Мали активни
Pt 2+	Pt 2+ + 2e - = Pt	1,2	Pt	Мали активни
Ау 3+	Au 3+ + 3e - = Au	1,498	Ов	Мали активни
Au +	Ау++е-=Ау	1,691	Ов	Мали активни

Во оваа серија на напони се дадени и вредностите на електродните потенцијали на водородната електрода во кисела (рН=0), неутрална (рН=7), алкална (рН=14) средина. Положбата на одреден метал во низа напони ја карактеризира неговата способност за редоксирање на интеракциите во водени раствори во стандардни услови. Металните јони се оксидирачки агенси, а металите се редукциони средства. Колку подалеку металот се наоѓа во низата напони, толку посилно е оксидирачкото средство во воден раствор неговите јони. Колку е металот поблиску до почетокот на редот, толку е посилно средството за намалување.

Металите се способни да се поместуваат едни со други од растворите на сол. Насоката на реакцијата во овој случај се одредува со нивната меѓусебна положба во серијата на напони. Треба да се има на ум дека активните метали го менуваат водородот не само од водата, туку и од кој било воден раствор. Затоа, меѓусебното поместување на металите од растворите на нивните соли се случува само во случај на метали лоцирани во серијата на напони по магнезиумот.

Сите метали се поделени во три условни групи, што е прикажано во следната табела.

Табела 3

Условна поделба на метали

Интеракција со вода.Оксидирачкиот агенс во водата е водородниот јон. Затоа, само оние метали можат да се оксидираат со вода, чии стандардни електродни потенцијали се помали од потенцијалот на водородните јони во водата. Тоа зависи од рН на медиумот и е

φ \u003d -0,059 pH.

Во неутрална средина (рН=7) φ = -0,41 V. Природата на интеракцијата на металите со водата е претставена во Табела 4.

Металите од почетокот на серијата, со потенцијал многу понегативен од -0,41 V, го изместуваат водородот од водата. Но, веќе магнезиумот го менува водородот само од топла вода. Нормално, металите лоцирани помеѓу магнезиум и олово не го поместуваат водородот од водата. На површината на овие метали се формираат оксидни филмови, кои имаат заштитен ефект.

Табела 4

Интеракција на метали со вода во неутрален медиум

Интеракција на метали со хлороводородна киселина.

Оксидирачкиот агенс во хлороводородна киселина е водородниот јон. Стандардниот електроден потенцијал на водородниот јон е нула. Затоа, сите активни метали и метали со средна активност мора да реагираат со киселината. Само оловото покажува пасивација.

Табела 5

Интеракцијата на металите со хлороводородна киселина

Бакарот може да се раствори во многу концентрирана хлороводородна киселина, и покрај фактот што припаѓа на ниско-активни метали.

Интеракцијата на металите со сулфурна киселина се јавува различно и зависи од нејзината концентрација.

Реакција на метали со разредена сулфурна киселина.Интеракцијата со разредена сулфурна киселина се изведува на ист начин како и со хлороводородна киселина.

Табела 6

Реакција на метали со разредена сулфурна киселина

Разредена сулфурна киселинаоксидира со својот водороден јон. Тој е во интеракција со оние метали чии електродни потенцијали се помали од оние на водородот. Оловото не се раствора во сулфурна киселина во концентрација под 80%, бидејќи солта PbSO 4 формирана за време на интеракцијата на оловото со сулфурна киселина е нерастворлива и создава заштитна фолија на металната површина.

Интеракција на метали со концентрирана сулфурна киселина.

Во концентрирана сулфурна киселина, сулфурот во состојба на оксидација +6 делува како оксидирачки агенс. Тој е дел од сулфатниот јон SO 4 2-. Затоа, концентрираната киселина ги оксидира сите метали чиј стандарден потенцијал на електродата е помал од оној на оксидирачкиот агенс. Највисока вредностПотенцијалот на електродата во процесите на електродата што го вклучуваат сулфатниот јон како оксидирачки агенс е 0,36 V. Како резултат на тоа, некои ниско-активни метали реагираат и со концентрирана сулфурна киселина.

За метали со средна активност (Al, Fe), пасивацијата се одвива поради формирање на густи оксидни филмови. Калајот се оксидира до четиривалентна состојба со формирање на калај (IV) сулфат:

Sn + 4 H 2 SO 4 (конк.) \u003d Sn (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2H 2 O.

Табела 7

Интеракција на метали со концентрирана сулфурна киселина

Оловото оксидира до двовалентна состојба со формирање на растворлив олово хидросулфат. Живата се раствора во топла концентрирана сулфурна киселина за да формира жива (I) и жива (II) сулфати. Дури и среброто се раствора во зовриена концентрирана сулфурна киселина.

Треба да се има на ум дека колку е поактивен металот, толку е подлабок степенот на редукција на сулфурна киселина. Кај активните метали, киселината се редуцира главно на водород сулфид, иако има и други производи. На пример

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O;

4Zn + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZnSO 4 \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Интеракција на метали со разредена азотна киселина.

Во азотна киселина, азотот во состојба на оксидација +5 делува како оксидирачки агенс. Максималната вредност на потенцијалот на електродата за нитратниот јон на разредената киселина како оксидирачки агенс е 0,96 V. Поради толку големата вредност, азотна киселина е посилно оксидирачко средство од сулфурната киселина. Ова е очигледно од фактот дека азотна киселина го оксидира среброто. Киселината се намалува колку подлабоко, толку е поактивен металот и толку повеќе се разредува киселината.

Табела 8

Реакција на метали со разредена азотна киселина

Интеракција на метали со концентрирана азотна киселина.

Концентрираната азотна киселина обично се сведува на азот диоксид. Интеракцијата на концентрирана азотна киселина со метали е претставена во табела 9.

Кога се користи киселина во недостаток и без мешање, активните метали ја намалуваат до азот, а металите со средна активност на јаглерод моноксид.

Табела 9

Интеракција на концентрирана азотна киселина со метали

Интеракција на метали со алкални раствори.

Металите не можат да се оксидираат со алкалии. Ова се должи на фактот дека алкалните метали се силни редуцирачки агенси. Затоа, нивните јони се најслабите оксидирачки агенси и не покажуваат оксидирачки својства во водените раствори. Меѓутоа, во присуство на алкалии, оксидирачкиот ефект на водата се манифестира во поголема мера отколку во нивно отсуство. Поради ова, во алкалните раствори, металите се оксидираат со вода за да формираат хидроксиди и водород. Ако оксидот и хидроксидот се амфотерни соединенија, тогаш тие ќе се растворат во алкален раствор. Како резултат на тоа, металите кои се пасивни во чиста вода енергично комуницираат со алкалните раствори.

Табела 10

Интеракција на метали со алкални раствори

Процесот на растворање е претставен во форма на две фази: оксидација на металот со вода и растворање на хидроксид:

Zn + 2HOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + H 2;

Zn (OH) 2 ↓ + 2NaOH \u003d Na 2.

Пред сè, треба да се запомни дека металите генерално се поделени во три групи:

1) Активни метали: Овие метали ги вклучуваат сите алкални метали, земноалкални метали, како и магнезиум и алуминиум.

2) Метали со средна активност: тие вклучуваат метали лоцирани помеѓу алуминиум и водород во сериите на активности.

3) Неактивни метали: метали лоцирани во серијата активности десно од водородот.

Пред сè, треба да запомните дека ниско-активни метали (односно оние што се наоѓаат по водород) не реагираат со вода под никакви услови.

Алкалните и земноалкалните метали реагираат со вода под какви било услови (дури и при нормална температура и на студ), додека реакцијата е придружена со еволуција на водород и формирање на метален хидроксид. На пример:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2

Магнезиумот, поради фактот што е покриен со заштитна оксидна фолија, реагира со вода само кога ќе се вари. Кога се загрева во вода, оксидниот филм кој се состои од MgO се уништува и магнезиумот под него почнува да реагира со вода. Во овој случај, реакцијата е придружена и со еволуција на водород и формирање на метален хидроксид, кој, сепак, е нерастворлив во случај на магнезиум:

Mg + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 ↓ + H 2

Алуминиумот, како и магнезиумот, е покриен со заштитна оксидна фолија, но во овој случај не може да се уништи со вриење. За да се отстрани, потребни се или механичко чистење (со некој вид на абразив) или негово хемиско уништување со алкали, раствори на соли на жива или соли на амониум:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2

Металите со средна активност реагираат со вода само кога таа е во состојба на прегреана водена пареа. Во овој случај, самиот метал мора да се загрее до висока температура (околу 600-800 ° C). За разлика од активните метали, металите со средна активност, кога реагираат со вода, наместо хидроксиди формираат метални оксиди. Производот за редукција во овој случај е водород:

Zn + H 2 O \u003d ZnO + H 2

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 или

Fe + H 2 O \u003d FeO + H 2 (во зависност од степенот на загревање)