Съотношението на метал с киселина
Съотношение на метал към киселина
Най-често се използва в химическата практика, силни киселини като сярна киселина H 2 SO 4. HCI, солна и азотна HNO 3. След това считат съотношението на различни метали към изброените киселини.
Солна киселина - е технически името на солна киселина. Се получава чрез разтваряне във вода на газообразен хлороводород - HCI. Поради ниската си разтворимост във вода, концентрацията на солна киселина при нормални условия не превишава 38%. Ето защо, независимо от концентрацията на солна киселина процес дисоциация на молекулите във воден разтвор протича активно:
Създадена в този процес + йони водород H служи като окислител. метални оксиди, разположени в един ред от ляво на активността на водород. Взаимодействие се извършва в съответствие със схемата:
В този случай солта е метален хлорид (@ СЬ 2. СаСЬ 2. АЮЬ 3), при което броят на хлорните йони, което съответства на степента на окисляване на метала.
Солна киселина е слаб окислител, така променлива валентност метали окисляват да намали положителен окисление:
2 Al + 6 HCl → 2 АЮЬ 3 + 3 Н 2 ↑
2 # 9474; Al 0 - 3, д - → Al 3+ - окисляване
3 # 9474; 2 + Н + 2 е - → Н 2 - възстановяване
---------- код Край закачка Roll-в --------->
Солна киселина passivates поведе (Pb). Пасивиране на олово поради образуването по повърхността на твърд водоразтворим хлорид, оловен (II), който предпазва метала от допълнително излагане на киселина:
В промишлеността, са концентрация на сярна киселина е много високо (до 98%). Ще бъде оценено разлика окислителни свойства на разреден разтвор и концентрирана сярна киселина в сравнение с металите, а.
Разредена сярна киселина
Разредена сярна киселина воден разтвор, по-голямата част от своите молекули дисоциира:
йони часа + изпълняват окислител функция.
Както със солна киселина, разредена сярна киселина реагира само с метали aktivnymiisredney активност (подредени в серия активност на водород).
Химическа реакция се извършва съгласно схемата:
1 # 9474; 2AL 0 - 6Е - → 2AL 3+ - окисляване
3 # 9474; 2 + Н + 2 е - → Н 2 - възстановяване
Метали с променлива валентност окислени с разредена сярна киселина за понижаване на положителен окисление:
Олово (Pb) не е разтворим в сярна киселина (ако неговата концентрация е по-ниска от 80%). тъй PbSO 4 сол, образувана е неразтворим и създава метална повърхност защитен филм.
Концентрирана сярна киселина
В концентрирания разтвор на сярна киселина (над 68%), по-голямата част на молекулите са в недисоциирана състояние, така че функцията на сяра на окислител. намира в по-висока окисляване състояние (S 6). Концентрирана H 2 SO 4 окислява всички метали, стандартната електрод потенциал по-малко от потенциалната окислител - сулфат йон SO 4 2- (0.36 V). В тази връзка, с концентрирана сярна киселина реагира и някои от по-малко активни метали.
Процесът на взаимодействие на метали с концентрирана сярна киселина, в повечето случаи, протича съгласно схемата:
Продукти възстановяване на сярна киселина може да бъде серни следните съединения:
Практиката показва, че при взаимодействието на метала с концентрирани продукти сярна киселина за намаляване разпределени смес, състояща се от Н 2 S. S и SO 2. Въпреки това, един от тези продукти се формира в преобладаващ размер. Nature основен продукт се определя от метал активност. толкова по-висока активност, по-дълбоко процеса на възстановяване на сяра в сярна киселина.
Взаимодействията на метали различна активност с концентрирана сярна киселина могат да бъдат представени от схемата:
Алуминий (Al) и желязо (Fe) не реагира със студена концентрирана H 2 SO 4. покрити с дебели филми оксид, обаче, реакцията протича при нагряване.
Концентрирана сярна киселина е силен окислител. Следователно, чрез взаимодействие с метали с променлива валентност Последният се окислява до по-високи окислителни състояния. отколкото в случая на разреден разтвор на киселина:
1 # 9474; 2BI 0 - 6Е → 2BI 3+ - окисляване
3 # 9474; S 6+ + 2 д → S 4+ - възстановяване
Отличителна черта на азотната киселина е, че азотът е част от NO 3 - има по-висока степен на окисление 5 и следователно има силни окисляващи свойства. Максималната стойност на потенциала на електрод за йон нитрат е равна на 0,96 V, обаче азотна киселина - силен окислител от сярна киселина. Роля на окислител в реакция на метал с азотна киселина извършва N 5+. Следователно vodorodH2nikogda не е определен чрез взаимодействие метал с азотна киселина (независимо от концентрация). Процесът се извършва в съответствие със схемата:
Обикновено азотна киселина чрез взаимодействие с възстановяване на метал се получава смес от продукти, но обикновено един от тях е преобладаващ. Кой ще бъде основният продукт, в зависимост от концентрацията на киселината и активността на метала.
Концентрирана азотна киселина
разтворът се концентрира киселина се счита плътност ρ> 1,25 кг / м 3, която съответства
концентрация> 40%. (Конц.) Независимо от активността на метал реакция с HNO 3 Постъпления съгласно схемата:
С концентрирана азотна киселина не взаимодействат с благородни метали (АС, Ru.Os, Rh.Ir, Pt) и редица метали (AL, Ti.Cr, Fe.Co, Ni) при ниска температура пасивирана в концентрирана азотна киселина. Реакциите възможни с повишаване на температурата, то протича съгласно схемата, представена по-горе.
1 # 9474; Al 0 - 3, д → Al 3+ - окисляване
3 # 9474; N 5+ + д → N 4+ - възстановяване
Метални умерено активен