Взаимодействие металлов с кислотами, водой и растворами щелочей - Основы химии

При взаимодействии металлов с агрессивными средами Металл выступает В качестве восстановителя. Химическую активность (восстановительную способность) металла характеризует величина электродного потенциала.

Стандартным электродным потенциалом называют его электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственной соли с концентрацией =1 моль/л, измеренный по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого при 25 0С условно принимается равным нулю.

Чем меньше значение, тем большими восстановительными свойствами обладает данный металл.

Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных электродных потенциалов, получаем ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов (табл. П.6). В этом ряду все металлы условно делят на активные, средней активности и малоактивные:

В роли окислителя в растворах кислот, щелочей и в воде выступает Среда (потенциалы в табл. П.8). Реакции возможны, если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя.

В нейтральной и щелочной Среде в роли Окислителя выступает Н2О:

2Н2О + 2 з = Н2 + 2ОН --

В растворах разбавленных кислот (HCl, H2SO4) - окислитель Н+:

2Н + + 2 з = Н2

В присутствии Кислорода процесс восстановления протекает с участием кислорода, так как он обладает бульшими окислительными свойствами, чем Н2О и Н+ : O2 + 4 з + 4Н + = 2Н2О (в кислой среде);

О2 + 4 з + 2Н2О = 4ОН -- (в щелочной и нейтральной средах).

В H2SO4 (конц.) и HNO3 (разб.), HNO3 (конц.) Окислителем Являются Анионы кислот. Степень восстановления анионов определяется активностью металла:

H2SO4 (конц.) + Me (активные) сульфат Ме + H2S + Н2О

H2SO4 (конц.) + Me (средней активности) сульфат Ме +S + Н2О

H2SO4 (конц.) + Me (малоактивные) сульфат Ме + SO2+ Н2О

HNO3 (разб.) + Me (активные) нитрат Ме + NH4NO3 + Н2О

HNO3 (разб.)+ Me (средней активности) нитрат Ме +N2, N2O + Н2О

HNO3 (разб.)+ Me (малоактивные) нитрат Ме + NO + Н2О

HNO3 (конц.) + Me (независимо от активности) нитрат Ме + NO2 + Н2О

Внимание! Три распространенных металла - Al, Cr, Fe - На холоде не растворяются в H2SO4(конц.) и HNO3(конц.). В этих кислотах они пассивируются, т. е. покрываются тонкой прочной пленкой, предохраняющей их от разрушения. Реакции протекают только при повышенной температуре.

Задание к подразделу 4.2

Используя потенциалы (табл. П.6, П.7, П.8), допишите уравнения реакций (по две для каждого варианта), составив к ним электронно-ионные схемы. Для реакций металлов с H2SO4 (конц.) и HNO3 значение потенциала окислителя более 1 В. Оцените практическую устойчивость металлов в данной среде.

    281. а) Pb + KOH+ H2O + O2 Б) Cu + H2SO4 (конц.)
    291. а) Al + HNO3 (разб.) Б) Cr + NaOH + О2
    282. а) Al + H2O + O2 Б) Mg + HNO3 (разб.)
    292. а) Al + NaOH + H2O Б) Cu + HNO3 (разб.)

283. а) Al + HNO3 (конц.)

Б) Sn + NaOH + O2 + H2O
    293. а) Al + H2SO4 (конц.) Б) Sn + H2O + O2
    284. а) Al + NaOH + H2O + O2 Б) Zn + H2SO4 (конц.)
    294. а) Cr + NaOH + H2O Б) Be + HNO3 (разб.)
    285. а) Al+HNO3 (конц.) Б) Zn + NaOH + H2O + O2
    295. а) Fe + H2SO4 (конц.) Fe3+ Б) Al + H2O
    286. а) Mg + H2O Б) Zn + H2SO4 (разб.) + O2
    296. а) Zn + HNO3 (конц.) Б) Al + KOH+ H2O
    287. а) Fe + HNO3 (разб.) Б) Zn + H2O + O2
    297. а) Zn + H2SO4 (конц.) Б) Co + NaOH+ H2O + O2
    288. а) HNO3(разб.)+ Fe Fe3+ Б) Zn + NaOH + H2O
    298. а) Fe + HNO3(конц.) Fe3+ Б) Al + H2O + O2
    289. а) Zn + H2O + O2 Б) Cu + H2SO4 (конц.)
    299. а) Zn + NaOH + H2O Б) Cu + HNO3 (конц.)
    290. а) Zn + NaOH + H2O + O2 Б) Cd + HNO3 (разб.)
    310. а) Zn + HNO3 (разб.) Б) Cu + NaOH+ H2O + O2

Похожие статьи




Взаимодействие металлов с кислотами, водой и растворами щелочей - Основы химии

Предыдущая | Следующая