Взаимодействие металлов с кислотами

Кислоты можно разбить на две группы:

· кислоты, в которых окислителем являются ионы водорода (HCl, CН₃СООН, H₂SO₄ разбавленная и др.),

· кислоты, в которых окислителем служат анионы (H₂SO₄ конц., HNO₃).

· Взаимодействие металлов с кислотами, в которых окислитель - ион водорода.

В растворах таких кислот стандартный потенциал окислителя . C ними реагируют металлы, потенциалы которых отрицательны. Например, цинк растворяется в разбавленной серной кислоте с выделением водорода ( > ):

Zn + H₂SO_{4 разб.} = ZnSO₄ + H₂

Red Ox

Реакция взаимодействия меди с хлороводородной (соляной) и разбавленной серной кислотами невозможна, так как < :

В; .

· Взаимодействие металлов с кислотами, в которых окислитель - анион кислоты.

В концентрированной серной и разбавленной азотной кислотах продукты восстановления аниона зависят от активности металла. По активности металлы можно условно разделить на три группы:

Li Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Bi Cu Ag Hg Au

активные средней активности малоактивные

Условная схема взаимодействия металлов (М) с концентрированной серной кислотой: активные металлы

H₂S

металлы средней активности

_конц. ® сульфат М + H₂O + S

Ox малоактивные металлы

SO₂

Пример. 4Mn + 5H₂SO_{4 конц.} = 4MnSO₄ + H₂S + 4H₂O.

Условная схема взаимодействия металлов с разбавленной азотной кислотой:

активные металлы

NH₄NO₃

металлы средней активности

_разб. ® нитрат М + H₂O + N₂, N₂O

Ox малоактивные металлы

NO

Пример. 3Cu + 8HNO_{3 разб.} = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O.

При взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой, независимо от активности металла, образуется NO₂:

М + HNO_3конц. ® нитрат М + NO₂ + H₂O.

Пример. Zn + 4HNO_{3 конц.} = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

На практике реакции с этими кислотами происходят гораздо сложнее, продукты взаимодействия зависят от температуры, концентрации кислоты. Некоторые металлы в концентрированных кислотах пассивируются (т.е. процесс коррозии резко тормозится, вплоть до полного прекращения), но, в первом приближении, можно ограничиться такими схемами. Важно помнить, что в этих случаях водород не выделяется.