Оценка восстановительной активности металла и окислительно-восстановительной способности его соединений, Поведение металла в компактном состоянии в различных средах - Металл в различных средах
Никель-химически слабо активный переходный элемент.
По совей активности он уступает металлам стоящим перед ним в электрохимическом ряду напряжений металлов, но он более активен чем металлы стоящие после него: Sn, Pb, Сu, Ag, Hg, Pt, Au
Так как никель стоит в ряду напряжений левее водорода, то он способен вытеснять его из растворов разбавленных кислот, при этом растворяться в них.
Поведение металла в компактном состоянии в различных средах
А)В атмосфере сухого воздуха (О2(г.))
В компактном состоянии никель устойчив к действию воздуха При обычных температурах он покрывается тонкой защитной пленкой никеля оксида.
2Ni+ O2= 2NiO
Электронно-ионный баланс:
Ni0- 2e = Ni+2
O20+ 4e = 2O-2
В природе оксид никеля NiO встречается в виде минерала бунзенита -- октаэдрические кристаллы, цвет от темно-зеленого до буровато-черного в зависимости от примесей.
Чтобы узнать как протекает реакция, найдем в справочнике Энергию Гиббса:
ДGокс ? -211,60 Кдж/моль
Энергия Гиббса оказалась меньше нуля, из этого можно сделать вывод, что реакция протекает только в прямом направлении.
Молярная масса оксида: М(NiO)=59+16=75г/моль
Плотность оксида: (NiO)= 6,83 г/смі
Молярная масса металла: М(Ni)59г/моль
Плотность металла: с(Ni)= 8,902 г/смі
N? число атомов металла в молекуле оксида.
Оценка сплошности меньше чем 1,25 (1,25<<2,5) это значит, что оксидная пленка никеля будет рыхлой, не сплошной и металл не буде предохранять от дальнейшего взаимодействия с окружающей средой(пленку можно не учитывать).
Б) В воде
По отношению к воде никель устойчив. В воде он практически нерастворим. Также никель может взаимодействовать с перегретым водяным паром.
v Без доступа кислорода
Ni+ 2Н2О =Ni(OH)2+ Н2 (газ)
Электронно-ионный баланс:
Ni0 - 2e + 2H2O = Ni+2+2(OH) + 2H+
2H2O + 2e = H2 + 2(OH)-
ЭДС окислительно-восстановительной реакции :
E = цH2/H2O - цNi(OH)2/Ni =-0,413-(-0,25)= ?0,163 В
Среда нейтральная, поэтому рН=7
По уравнению Нернста:
ЦH2/H2O=-0,059*7=-0,413 В
Из справочника:
ЦNi(OH)2/Ni= -0,25 В
- v С доступом кислорода 2Ni + 2H2O + O2 = 2Ni(OH)2
Электронно-ионный баланс:
Ni0 - 4e + 4H2O = Ni(OH)2 + 4H+
O20 + 4e + 2H2O = 4(OH)-
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цO2/H2O - цNi(OH)2/Ni =0,817-(-0,25)= В
По уравнению Нернста:
ЦO2/H2O=1,23-0,059*70,817 В
Из справочника:
ЦNi(OH)2/Ni= -0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной гидроксидной пленки.
В) Взаимодействие с неокислительными кислотами
Неокислительные взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до Н2, при этом выделяется Н2 и образуется соль металла с минимальной степенью окисления металла.
В разбавленных кислотах, серной и хлористо-водородной, никель растворяется очень медленно.
Соляная кислота HCl
Ni + 2HCl = NiCl2 + H2(газ)
Электронно-ионный баланс:
- 2H+ + 2e? = H20 2Ni0? 2e? = Ni2+
Ni0+2H++2Cl-=Ni+2+2Cl-+H2
Ni0+2H+=Ni+2+H20
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цH+/H2 - цNi2+/Ni =-0,118-(-0,25)= 0,132 В
Среда кислая, поэтому возьмем рН<7,например рН=2
По уравнению Нернста:
ЦH+/H2=-0,059*2=?0,118 В
Из справочника:
ЦNi2+/Ni=-0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной пленки, состоящей из соли NiCl2. никель электрохимический металл окислительный
Серная кислота H2SO4
Ni + H2SO4= NiSO4 + H2(газ)
Электронно-ионный баланс:
- 2H+ + 2e? = H20 2Ni0? 2e? = Ni2+
Ni0+2H++SO4-2=Ni+2+SO4-2+H2
Ni0+2H+=Ni+2+H20
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цH+/H2 - цNi2+/Ni =-0,236-(-0,25)= 0,014 В
Среда кислая, поэтому возьмем рН<7,например рН=4
По уравнению Нернста:
ЦH+/H2=-0,059*4=?0,236 В
Из справочника:
ЦNi2+/Ni=-0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной пленки, состоящей из соли NiSO4 .
Г) Взаимодействие с окислительными кислотами и способность к самопассивации в них.
Азотная кислота HNO3
Концентрированная азотная кислота пассивирует никель.
v 'На холоду'
Ni + 2HNO3= 2NO2 + NiO + H2O
Электронно-ионный баланс:
(NO3)- + 1e + 2H+ = NO2 + H2O
Ni0 - 2e + H2O = NiO + 2H+
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цO2/Н2О - цNi+2/Ni=0,817-(-0,25)= 1,067 В
Среда нейтральная, поэтому рН=7
По уравнению Нернста:
ЦO2/Н2О=1,23-0,059*7=0,817 В
Из справочника:
ЦNi+2/Ni=-0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной пленки, состоящей из оксида NO2.
- v При нагревании 3Ni + 8HNO3(конц) =2NO + 3Ni(NO3)2 + 4H2O
Электронно-ионный баланс:
(NO3)- + 1e + 2H+ = NO + H2O
Ni0 - 2e + 4(NO3)- = Ni+2+3(NO3)2
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цO2/Н2О - цNi+2/Ni=0,817-(-0,25)= 1,067 В
Среда нейтральная, поэтому рН=7
По уравнению Нернста:
ЦO2/Н2О=1,23-0,059*7=0,817 В
Из справочника:
ЦNi+2/Ni=-0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной пленки, состоящей из соли Ni(NO3)2.
Серная кислота H2SO4
v При нагревании
Ni + 2H2SO4 (конц.)= NiSO4 + SO2+ 2H2O
Электронно-ионный баланс:
(SO4)2- + 1e + 2H+ = SO2+ H2O
Ni0 - 2e + 2SO42-= Ni+2+ 2(SO4)2-
ЭДС окислительно-восстановительной реакции:
E = цO2/Н2О - цNi+2/Ni=0,817-(-0,25)= 1,067 В
Среда нейтральная, поэтому рН=7
По уравнению Нернста:
ЦO2/Н2О=1,23-0,059*7=0,817 В
Из справочника:
ЦNi+2/Ni=-0,25 В
Так как Е>0 ,то реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, вплоть до образования защитной пленки, состоящей из соли NiSO4.
Похожие статьи
-
Никель - химический элемент восьмой группы побочной подгруппы четвертого периода таблицы Менделеева (VIIIВ). Никель в периодической системе химических...
-
Cтандартные потенциалы двух металлов: ЦNi+2/Ni=-0,25 В ЦMn+2/Mn = -1,18 В Сравнение: Ц анод< ц катод => -1,18<-0,25 => ЦNi+2/Ni - Катод ЦMn+2/Mn -...
-
Введение - Металл в различных средах
Никель - металл серебристого цвета с желтоватым оттенком, очень тверд, вязкий и ковкий, хорошо полируется, притягивается магнитом, проявляя магнитные...
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
Химические свойства алюминия и его соединений - Алюминий и его свойства
Алюминий легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях и покрыт оксидной пленкой (она придает матовый вид). I. Взаимодействие с простыми...
-
Химическая коррозия - Защита от коррозии
Механизм химической коррозии сводится к реактивной диффузии атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии (например,...
-
Заключение - Азот, его соединение и свойства. Азот в природе
Проделанная работа позволяет сделать вывод о том, что азоту принадлежит одна из главных ролей среди многочисленных химических элементов. Для человечества...
-
Алюминий - самый распространенный в земной коре металл. На его долю приходится 5,5-6,6 мол. доли % или 8 масс. %. Главная масса его сосредоточена в...
-
Рассмотрим химические свойства тиосульфата натрия. Изучим его окислительно-восстановительные свойства, взаимодействие с кислотами, комплексообразование....
-
Магнийорганические соединения. - Химический элемент Магний
Соединения магния с органическими кислотами. Ацетат магния Mg(CH3COO)2 - хорошо растворимое в воде соединение. Оксалат магния MgC2O4 - труднорастворимое...
-
Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные...
-
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов,...
-
На рис. 20 представлены спектры поглощения растворов КТ и лиганда в хлороформе в присутствии HCl. Оптическая плотность КТ максимальна на длине волны 363...
-
Окисление сахара хлоратом калия На двух кафельных плитках смешать по лопаточке растертого сахара и бертолетовой соли. Поднести к одной смеси горящую...
-
Статистика окружающей среды изучает процессы взаимодействия человека с окружающей природной средой и проблемы, связанные с сохранением, восстановлением и...
-
Необходимо обозначить современную связь финансовой стратегии предприятия с внешней экономической средой. В условиях нестабильного развития мировой...
-
Химическое травление металла йодом Медную или железную пластинку отшлифовать наждачной бумагой до блеска и, используя зажженную свечу, покрыть ее...
-
С кислородом большинство металлов образует оксиды - амфотерные и основные: 4Li + O2 = 2Li2O, 4Al + 3O2 = 2Al2O3. Щелочные металлы, за исключением лития,...
-
Основные процессы СЭС представлены комплексом направлений деятельности, которые можно представить как EP(t)={EP1(t), EP2(t) ... EPN(t)},, где i=1..n, n -...
-
Химические свойства Магния. - Химический элемент Магний
Химические свойства магния довольно своеобразны. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, не боится едких щелочей, соды, керосина,...
-
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ - Химические элементы главной подгруппы III группы
Легкий, мягкий, быстро окисляющийся металл серебристо-белого цвета Алюминий -- очень активный металл. В ряду напряжений он стоит после щелочных и...
-
Сложные эфиры - Спирты и фенолы
Такого рода взаимодействие спирта с кислотами называется реакцией этерификации, а полученные вещества - сложными эфирами данного спирта и данной кислоты....
-
Гидролиз по катиону и аниону - Ионные реакции
Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются и по катиону и по аниону: CH3COONH4 + H2O " CH3COOH + NH4OH Или в ионной форме:...
-
Химические свойства меди - Изменение физико-химических свойств материалов путем диффузии
Природная медь состоит из двух стабильных нуклидов 63Cu (69,09% по массе) и 65Cu (30,91%). Конфигурация двух внешних электронных слоев нейтрального атома...
-
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ - Характеристика основных видов растворов
Все вещества по способности в растворе или в расплавленном состоянии проводить электрический ток можно подразделить на две группы: электролиты и...
-
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ - Характеристика основных видов растворов
Гидролизом называется обменная реакция между веществом и водой. При гидролизе обычно происходит изменение реакции среды. Если гидролиз не сопровождается...
-
Ливерморий - Химия элементов VI группы
Ливермомрий (лат. Livermorium, Lv), ранее был известен как унунгемксий (лат. Ununhexium, Uuh) и эка-полоний -- 116-й химический элемент, относится к 16-й...
-
Кинетика процесса нитрования - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Нитрование ароматических углеводородов смесями азотной и серной кислот протекает по ионному механизму. В. В. Марковников указал, что при взаимодействии...
-
Химизм реакции карбамида с формальдегидом - Поликонденсация
Протекание этой реакции зависит от pH среды и соотношения реагентов. В нейтральной или слабощелочной среде при pH 7-8 на первой стадии образуются...
-
Ионная полимеризация, Катионная полимеризация - Синтетический каучук
Если в радикальной полимеризации активным центром является радикал, то в ионной - ионы. Полимеризация, при которой ее активный центр - заряд иона -...
-
Физические и химические свойства - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. На воздухе он покрывается тонкой...
-
Химическая связь - это взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке в результате действия между атомами электрических сил притяжения....
-
Характеристика ионов хрома - Оценка показателей количественного содержания хрома в реке Москва
Соединения хрома являются тяжелыми металлами, в поверхностные воды попадают при выщелачивании из пород, некоторые количества поступают из почв в процессе...
-
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов в результате окислительно-восстановительного (химического, электрохимического и...
-
Реагирует с неметаллами: 4Al + 3O2 > 2Al2O3 ; 2Al + 3Br2 > 2AlBr3 c оксидами металлов:2Al + Fe2O3 > Al2O3 + 2Fe (алюмотермия)c водой (если...
-
Химия экстремальных состояний - Концепции современного естествознания: химическая составляющая
В отличие от каталитической химии, особенностью которой является химическая активизация молекул реагента, т. е. расслабление исходных химических связей...
-
Основные морфологические типы личинок жуков - Регуляция активности ферментов
Форма тела организма в значительной степени определяется теми силовыми отношениями со средой, что особенно ярко заметно на личинках, активно...
-
Методы расчета квантовых выходов - Свойства нейтральной формы гибридного соединения
В изучении фотоизомеризации часто случается так, что продукт реакции нельзя выделить в чистом состоянии, так как невозможно разделить реакционную смесь...
-
Для исследования гибридной системы в случае нахождения лиганда в протонированной форме, исходный раствор гибридного соединения разбавляли до необходимой...
-
Поляризация света и оптическая активность - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
В начале 19 в. английский физик, астроном и врач Томас Юнг показал, что свет можно рассматривать как волну. Французский физик Огюстен Френель установил,...
Оценка восстановительной активности металла и окислительно-восстановительной способности его соединений, Поведение металла в компактном состоянии в различных средах - Металл в различных средах