Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






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. (0.009 сек.)Пожаловаться на материал