Избранные главы курса химии. Павлов А.И. - 33 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

64 65
А. И. Павлов. Избранные главы курса химии
Тема 11. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Химические свойства металлов весьма разнообразны, однако во
всех случаях в свободном состоянии металлы будут только восстано-
вителями. В соединениях металлы проявляют только положительную
степень окисления.
Об активности металла можно судить по ряду активности метал-
лов или таблице стандартных окислительно-восстановительных потен-
циалов (ряд напряжений металлов – см. прил. 1).
Чем отрицательнее электродный потенциал (ϕ
0
), тем более активен
металл. Например, ϕ
0
калия равен (−2,92 В), а ϕ
0
магния равен (2,38 В).
Отсюда следует, что калий более активный металл, чем магний. Другой
пример: ϕ
0
(Al) = −1,66 В, а ϕ
0
(Pb) = −0,13 В. Алюминий более активен.
Взаимодействие металлов с водой
Активные мет аллы от лития (ϕ
0
= −3,02 В) до магния включительно
взаимодействуют с водой с образованием гидроксида металла
и газообразного водорода. Например,
2K + 2Н
2
О = 2KОН + Н
2
↑
Металлы от магния до железа включительно взаимодействуют
только при повышенных температурах, при этом образуется оксид ме-
талла и водород.
Например, железо взаимодействует с водой при температуре крас-
ного каления по уравнению
Fe + H
2
O
= FeO + H
2
Металлы менее активные, чем железо, с водой не взаимодействуют.
Взаимодействие с растворами щелочей
Некоторые металлы способны взаимодействовать с водными ра-
створами щелочей. При этом, как правило, образуются комплексное
соединение этого металла и газообразный водород. Например:
Zn + 2KOH + 2H
2
O = K
2
[Zn(OH)
4
] + H
2
Помимо цинка, из наиболее распространенных металлов в подоб-
ные реакции вступают алюминий, олово, свинец и хром, причем коор-
динационное число этих металлов в их комплексных соединениях, как
правило, равно 6, в то время как у цинка оно равно 4 (4 группы ОН
–
внутри квадратных скобок).
Взаимодействие металлов с кислотами
С хлороводородной (соляной) кислотой
Все металлы от начала ряда активности металлов (от лития) до
водорода взаимодействуют с HCl (см. примечание). При этом образу-
ются хлорид металла и газообразный водород. Например:
Fe + 2HCl = FeCl
2
+ H
2
Кроме того, концентрированная HCl в присутствии кислорода
может взаимодействовать с медью по реакции
2Cu + 4HCl + O
2
= 2CuCl
2
+ 2H
2
O
С серной кислотой
С разбавленной серной кислотой реагируют все металлы от нача-
ла ряда (от Li) до водорода (см. примечание). При этом образуются
сульфат металла и газообразный водород. Например:
Zn + H
2
SO
4
= ZnSO
4
+ H
2
Концентрированная серная кислота является сильным окислите-
лем, поэтому с ней взаимодействуют все металлы, кроме золота и пла-
тины. При этом образуются три продукта реакции: обязательно суль-
фат металла и вода, а третий продукт определяется активностью ме-
талла. Третьим продуктом может быть H
2
S (если металл активный),
S (если металл средней активности) или SO
2
(если металл неактивен).
Водород при взаимодействии концентрированной серной кислоты
с металлами никогда не выделяется. Например:
4Zn + 5H
2
SO
4
= 4ZnSO
4
+ 4H
2
O + H
2
S
С азотной кислотой
Свойства азотной кислоты особенные. При взаимодействии этой
кислоты с металлами никогда не выделяется газообразный водород, так
как ион NO
3
−
является более сильным окислителем, чем ион Н
+
.
Азотная кислота любой концентрации взаимодействует со всеми
металлами, кроме золота и платины и некоторых металлов платиновой
группы (см. примечание). При этом образуются три продукта реакции:
Тема 11. Химические свойства металлов

Страницы