Взаимодействие металлов с водой и растворами щелочей

Реакции взаимодействия металлов с водой в общем виде описываются схемой

M + H₂O ® M(OH)_n + H₂.

Red Ox

Полуреакция восстановления катиона водорода в составе воды (окислителя):

2H₂O + 2ē = H₂ + 2OH^-, .

Следовательно, реагировать с водой могут те металлы, потенциал которых менее -0,41 B. Практически в воде растворяются щелочные и щелочноземельные металлы, а такие металлы, как алюминий, цинк, хром, титан, с водой не реагируют из-за явления пассивации.

В растворах щелочей окислительное действие оказывают также молекулы воды, но с увеличением pH окислительная способность воды уменьшается, при pH = 14 . Другое отличие поведения металлов в растворах щелочей обусловлено растворением пассивирующих плёнок на металлах, оксиды которых амфотерны. В результате алюминий, цинк, олово растворяются в щелочах с образованием водорода и соответствующих солей, к примеру:

2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂.

При рассмотрении процессов коррозии металлов следует иметь в виду следующее: даже если металл начинает корродировать, это не значит, что он полностью окислится. В тех случаях когда на поверхности металла образуются нерастворимые и беспористые продукты коррозии (оксиды, гидроксиды), процесс тормозится, металл практически не подвергается коррозионному разрушению, происходит пассивация. К примеру, алюминий практически не реагирует с водой из-за образования на его поверхности нерастворимой оксидной плёнки, хотя реакция возможна, исходя из сравнения потенциалов: , , т.е. > .

Когда продукт коррозии растворим в данной среде или механически непрочен, металл практически неустойчив в данных условиях.