Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника







Данная страница нарушает авторские права?

Электрохимический ряд напряжений металлов




Li... Rb... K... Ba... Sr... Ca... Na.... Mg... Al... Mn... Zn... Cr... Fe... Cd... Co...

Ni... Sn... Pb...H... Sb... Bi... Cu... Hg...Ag...Pb...Pt...Au.

 

В соответствии с этим металлы подразделяются на три группы:

– активные, имеющие значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов от наиболее отрицательного (у лития) до потенциала алюминия (Li-Аl);

средней активности (Аl-Н2);

малоактивные (Н2-Аu).

Чем левее расположен металл в ряду напряжений, тем выше его восстановительная способность и тем слабее окислительная способность его катиона в растворе.

Металл способен вытеснять из растворов солей только те металлы (т.е. окисляться их катионом), которые стоят в этом ряду правее него.

Металлы, расположенные левее водорода, способны вытеснять его из растворов кислот, т.е. окисляться катионом водорода кислоты.

Наиболее распространенные окислители металлов:

– катион водорода (протон) в молекулах воды и «кислотах – неокислителях»: разбавленной H2SO4, галогеноводородных кислотах, Н3РО4, Н2S, НСΝ, органических кислотах и некоторых других;

– вода в щелочной среде;

– элементы в высших степенях окисления, входящие в состав «кислот – окислителей»: S+6 в концентрированной H2SO4, N+5 в HNO3 любой концентрации.

– катион менее активного металла в растворе его соли.

Реакции металлов с окислителями сопровождается образованием продуктов восстановления окислителей, состав которых зависит от природы реагирующих веществ (см. ниже таблицу 8.2. и раздел "Влияние на ОВР металлов поверхностных пленок").

При окислении металлов концентрированной H2SO4 и HNO3 любой концентрации образуется смесь продуктов восстановления частиц S+6 и N+5, среди которых имеются преобладающие вещества (таблица 8.2).

 

 

Таблица 8.2 – Состав преобладающих продуктов восстановления окислителя в зависимости от природы металла и окислителя

Активность металла Окислитель Преобладающие продукты восстановления окислителя
Активные металлы     H2O (при pH=7)     H2
С водой взаимодействуют только Li,K,Rb,Cs,Ba,Sr,Ca,Na, Mg (при нагр.)
Be, Al, Zn H2O (при pH>7) в щелочной среде H2
  Mg, Be, Al, Мn Zn (при норм. условиях)

H+ в составе кислот-неоки-

слителей (разб H2SO4, HCl, HCN, H3PO4 и др.)

H2

H2  
N+5 в конц.HNO3 NO2  
N+5 в разб HNO3 N2  
N+5 в очень разб. HNO3 NH3 (NH4NO3)  
S+6 в конц. H2SO4 H2S  
Металлы средней активности а     H2O (при pH>7) в щелочной среде   H2  
Sn, Pb, Ge  
    Fe, Ni, Cr , Sn, Pb, Zn (при нагревании) H+ в кислотах-неокисли-телях H2  
конц. HNO3 NO2  
разб.HNO3 N2O  
очень разб.HNO3 N2  
конц. H2SO4 S  

 



 

Неактивные металлы     конц. HNO3 разб. HNO3 очень. разб. HNO3 конц. H2SO4     NO2 NO NO SO2  
Взаимодействуют только Cu, Hg, Ag Взаимодействуют только Cu и Hg

 

Металлы со стабильной высшей степенью окисления при окислении конц. HNO3 могут в качестве преобладающих продуктов реакции давать кислоты с высшей степенью окисления металла, например:

Sn + 4НΝО3(конц.) → H2SnO3+4NO2+H2O

 

Общая схема реакции металлов с кислотами – окислителями:

Me + HNO3 → Me(NO3)x + H2O + преобладающий продукт восстановления

кислоты в зависимости от ее концентрации

Me + H2SO4(конц.) → Mex(SO4)y + H2O + преобладающий продукт

восстановления H2SO4

 

Влияние на ОВР металлов поверхностных пленок:

1. В конц. H2SO4 устойчивы Al, Cr и Fe вследствие пассивации (реакция начинается, а затем прекращается из-за образования на поверхности инертного слоя).

2. В конц. HNO3 при нормальной температуре устойчивы из-за пассивации Al, Fe, Cо, Ni, Cr (они начинают реагировать, а затем окисление прекращается из-за образования на поверхности инертного слоя).

3. Не окисляется HNO3 любой концентрации:

– Au, Ru, Os, Pd, Pt, Rh, Jr вследствие их термодинамической устойчивости;

– Ti, Ta, Zr, Hf, Νb из-за пассивации (Ti не окисляется ни разб., ни конц. HNO3).

4. Разбавленная H2SO4 и HCl не окисляют Pb из-за пассивации нерастворимыми солями (реакция начинается, а затем прекращается).

5. На поверхности ряда металлов (Be, Al, Sn, Zn, Pb ) образуются нерастворимые амфотерные оксиды, поэтому они не окисляются H2O в нейтральной среде. Однако в щелочной среде эти металлы реагируют с водой, т.к. у образующихся амфотерных оксидов, а затем и гидроксидов преобладают кислотные свойства, вследствие чего они взаимодействуют со щелочью, образуя растворимые соли.



mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2017 год. (0.006 сек.)