Interakcije kiselina sa metalima. Interakcija sumporne kiseline sa metalima

Hemijska reakcija kiseline sa metalom je specifična za ove klase jedinjenja. Na kraju, protokol vodonika se smanjuje i, zajedno sa kiselim anionom, zamjenjuje metalni katjon. Ovo je primer reakcije sa formiranjem soli, iako postoji nekoliko vrsta interakcija koje ne poštuju ovaj princip. Oni nastaju kao redukcija oksidacije i nisu praćeni evolucijom vodonika.

Principi reakcija kiselina sa metalima

Sve reakcije neorganske kiseline sa metalom dovode do stvaranja soli. Izuzetak je, možda, samo reakcija plemenitog metala sa kraljevskom vodkom, mešavinom hlorovodonične i azotne kiseline. Svaka druga interakcija kiselina sa metalima dovodi do stvaranja soli. U slučaju kada kiselina nije ni sumporna ni nitrogenova, onda se proizvod odvaja molekularni vodonik.

Ali kada koncentrirana sumporna kiselina ulazi u reakciju, interakcija sa metalima nastavlja se prema principu procesa oksidacije i redukcije. Stoga, eksperimentalno, izolovane su dve vrste interakcija tipičnih metala i jakih neorganskih kiselina:

• Interakcija metala sa razblaženim kiselinama;
• Interakcija sa koncentriranom kiselinom.

Reakcije prvog tipa nastavljaju sa bilo kojom kiselinom. Izuzetak je samo koncentrovana sumporna kiselina i azotna kiselina bilo koje koncentracije. Oni reaguju prema drugom tipu i dovode do stvaranja soli i proizvoda redukcije sumpora i azota.

Tipične interakcije kiselina sa metalima

Metale locirane levo od vodonika u standardnoj elektrohemijskoj seriji reaguju sa razređenom sumpornom kiselinom i drugim kiselinama različitih koncentracija osim azotne kiseline kako bi se formirala sol i oslobodila molekularni vodonik. Metali locirani desno od vodonika u nizu elektronegativnosti ne mogu reagovati sa gorenavedenim kiselinama i interagovati samo sa azotnom kiselinom, bez obzira na njegovu koncentraciju, koncentrovanom sumpornom kiselinom i vodenom regijom. To je tipična interakcija kiselina sa metalima.

Reakcije metala sa koncentrovanom sumpornom kiselinom

Ako je sadržaj sumporne kiseline u rastvoru veći od 68%, smatra se da je koncentrovan i interaguje sa metalima levo i desno od vodonika. Princip reakcije sa metalima različitih aktivnosti prikazan je na slici ispod. Ovde je oksidant atom sumpora u sulfatnom anionu. Svodi se na vodonik sulfid, 4-valentni oksid ili molekularni sumpor.

Reakcije sa razblaženom azotnom kiselinom

Razređena azotna kiselina reaguje sa metalima lociranim levo i desno od vodonika. Tokom reakcije sa aktivnim metalima formira se amonijak, koji se odmah rastvara i reaguje sa antitelom nitrata, formirajući drugu so. Sa metalima srednje aktivnosti, kiselina reaguje sa oslobađanjem molekularnog azota. Uz nisku reaktivnost, reakcija se nastavlja oslobađanjem 2-valentnog azot-oksida. Najčešće se proizvodi nekoliko proizvoda redukcije sumpora u jednoj reakciji. Primeri reakcija su predloženi u grafičkom dodatku u nastavku.

Reakcije sa koncentrovanom azotnom kiselinom

U ovom slučaju, oksidant je takođe azot. Sve reakcije rezultiraju stvaranjem soli i oslobađanjem azotnog oksida. U grafičkom aneksu su predloženi dijagrami protoka reakcija redukcije oksidacije. Istovremeno, posebna pažnja zaslužuje reakciju kraljevske vodke sa niskim aktivnim elementima. Takva interakcija kiselina sa metalima nije specifična.

Reaktivnost metala

Metali veoma reaguju sa kiselinama, iako ima nekoliko inertnih supstanci. To su plemeniti metali i elementi koji imaju visok standardni elektrohemijski potencijal. Na osnovu ovog pokazatelja postoji više metala. Zove se serija elektronegativnosti. Ako je metal u njemu levo od vodonika, onda je u stanju reagovati sa razblaženom kiselinom.

Postoji samo jedan izuzetak: gvožđe i aluminijum usled stvaranja 3-valentnih oksida na svojoj površini ne mogu reagovati sa kiselinom bez zagrevanja. Ako se smeša zagreje, u početku se metala oksida metala ulazi u reakciju, a zatim se rastvara u samoj kiselini. Metale locirane desno od vodonika u serijama elektrohemijskih aktivnosti ne mogu reagovati sa neorganskom kiselinom, uključujući razređenu sumpornu kiselinu. Postoje dva izuzetka od pravila: ovi metali rastvaraju u koncentriranoj i razblaženi azotnoj kiselini i kraljevskoj vodici. U drugom, samo rodijum, rutenijum, iridijum i osmijum se ne mogu rastvoriti.