Взаимодействие со сложными веществами

4. Взаимодействие со сложными веществами

Теория

Для характеристики реакций металлов со сложными веществами удобно использовать ряд активности.

$Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na$	$Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb$	$H_{2}$	$Cu, Hg, Ag, Pt, Au$
Активные металлы	Металлы средней активности		Неактивные металлы

Металлы могут взаимодействовать с водой, кислотами и солями. Некоторые из них (цинк, бериллий, алюминий) реагируют с растворами щелочей. Также возможны реакции металлов с органическими веществами: фенолами, карбоновыми кислотами, спиртами (эти реакции рассматривались при изучении органической химии).

Реагенты	Особенности протекания реакций	Схемы реакций
Вода	Активные металлы реагируют при комнатной температуре с образованием щёлочи и водорода. Магний и алюминий образуют нерастворимые гидроксиды при нагревании (с алюминия нужно сначала удалить оксидную плёнку). Металлы средней активности при нагревании образуют оксид металла и водород. Неактивные металлы не реагируют	$Me + H_{2} O \to {Me (OH)}_{x} + H_{2} {↑ .}^{}$ $Me + H_{2} O \overset{t}{⟶} H_{2} {↑ + Me}_{x} O_{y}$
Кислоты	Металлы, расположенные в ряду активности до водорода, вытесняют из кислот (кроме азотной и серной концентрированной) водород	$Me + кислота \to соль + H_{2} ↑_{}$
${HNO}_{3}$	Реагируют все металлы, кроме золота и платины. Образуются нитрат, вода и продукт восстановления азота	$Me + {HNO}_{3} \to {Me NO}_{3} + H_{2} O + Y$
$H_{2} {SO}_{4 (конц .)}$	Реагируют все металлы, кроме золота и платины. Образуются сульфат, вода и продукт восстановления серы	$Me + H_{2} {SO}_{4 (к)} \to {Me SO}_{4} + H_{2} O + Z$
Растворы солей	Реакция возможна, если металл в ряду активности располагается левее того металла, который входит в состав соли. Образуется новая соль, и вытесняется металл. Если металл активный, то в реакции участвует также вода, образуются водород, основание и новая соль	$Me + соль \to {Me}_{1} + {соль}_{1} .$ $\begin{array}{l} {Me}_{1} + соль + H_{2} O \to \\ {Me (OH)}_{x} + H_{2} {↑ + соль}_{1} \end{array}$
Растворы щелочей	Бериллий, алюминий, цинк образуют водород и комплексные соли	$\begin{array}{l} Zn + 2NaOH + {2H}_{2} O \to \\ \to H_{2} {↑ + Na}_{2} {[Zn (OH)}_{4}] \end{array}$

Рассмотрим на примерах, как можно использовать ряд активности для характеристики химических свойств металлов.

Пример:

Химические свойства бария. Это активный металл.

1. Барий реагирует с водой при обычных условиях с образованием гидроксида и водорода:

Ba + {2H}_{2} O = {Ba (OH)}_{2} + H_{2} {↑ .}^{}

2. Барий реагирует с кислотами, вытесняя из них водород:

Ba + 2HCl = {BaCl}_{2} + H_{2} {↑ .}^{}

3. Если поместить барий в водный раствор соли, например хлорида меди($II$), то барий прореагирует с водой, а образовавшийся гидроксид вступит в реакцию с солью:

{CuCl}_{2} + {Ba (OH)}_{2} = {Cu (OH)}_{2} {↓ + BaCl}_{2} .

Суммарное уравнение:

Ba + {CuCl}_{2} + {2H}_{2} O = {Cu (OH)}_{2} {↓ + BaCl}_{2} + H_{2} {↑ .}^{}

Пример:

Химические свойства цинка. Это металл средней активности.

1. Цинк реагирует с водой при нагревании с образованием оксида и водорода:

Zn + H_{2} O \overset{t}{=} ZnO + H_{2} {↑ .}^{}

2. Цинк вытесняет водород из кислот:

Zn + 2 HCl = {ZnCl}_{2} + H_{2} {↑ .}^{}

3. Цинк вытесняет менее активные металлы из растворов их солей:

Zn + {CuCl}_{2} = {ZnCl}_{2} + Cu {↓ .}^{}

4. Цинк реагирует со щелочами, так как его соединения амфотерные:

Zn + 2NaOH + {2H}_{2} O {\to Na}_{2} {[Zn (OH)}_{4}] + H_{2} {↑ .}^{}

Пример:

Химические свойства меди. Это неактивный металл.

1. Медь не реагирует с водой и не вытесняет водород из кислот.

2. Медь реагирует с азотной и серной концентрированной кислотами:

Cu + {4HNO}_{3} = {Cu ({NO}_{3})}_{2} + {2H}_{2} O + {2NO}_{2} {↑;}^{}

Cu + {2H}_{2} {SO}_{4 (конц .)} = Cu {SO}_{4} + {2H}_{2} O + {SO}_{2} {↑ .}^{}

3. Медь вытесняет из растворов солей металлы, расположенные в ряду активности после неё:

Cu + 2 {AgNO}_{3} = {Cu ({NO}_{3})}_{2} + 2Ag {↓ .}_{}

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующая теория