Den kemiska reaktionen mellan en syra och en metall är specifik för dessa klasser av föreningar. Under sitt förlopp återställs väteprotonen och ersätts i samband med den sura anjonen av en metallkatjon. Detta är ett exempel på en s altbildande reaktion, även om det finns flera typer av interaktioner som inte följer denna princip. De fortsätter som redox och åtföljs inte av väteutveckling.
Principer för reaktioner mellan syror och metaller
Alla reaktioner mellan en oorganisk syra och en metall leder till bildning av s alter. Det enda undantaget är kanske ädelmetallens reaktion med aqua regia, en blandning av s alt- och salpetersyra. All annan interaktion mellan syror och metaller leder till bildning av ett s alt. Om syran varken är koncentrerad svavelsyra eller salpetersyra, spjälkas molekylärt väte av som en produkt.
Men när koncentrerad svavelsyra reagerar fortskrider interaktionen med metaller enligt principen om en redoxprocess. Därför särskiljdes två typer av interaktioner experimentellt, typiskametaller och starka oorganiska syror:
- reaktion av metaller med utspädda syror;
- interaktion med koncentrerad syra.
Reaktioner av den första typen fortsätter med vilken syra som helst. De enda undantagen är koncentrerad svavelsyra och salpetersyra oavsett koncentration. De reagerar enligt den andra typen och leder till bildning av s alter och produkter av reduktion av svavel och kväve.
Typiska reaktioner av syror med metaller
Metaller placerade till vänster om väte i den elektrokemiska standardserien reagerar med utspädd svavelsyra och andra syror i olika koncentrationer, med undantag av salpetersyra, för att bilda ett s alt och frigöra molekylärt väte. Metaller belägna till höger om väte i elektronegativitetsserien kan inte reagera med ovanstående syror och interagerar endast med salpetersyra, oavsett dess koncentration, med koncentrerad svavelsyra och med aqua regia. Detta är en typisk interaktion mellan syror och metaller.
Reaktioner av metaller med koncentrerad svavelsyra
När h alten svavelsyra i lösningen är mer än 68 % anses den vara koncentrerad och interagerar med metaller till vänster och till höger om väte. Principen för reaktionen med metaller av olika aktivitet visas på bilden nedan. Här är oxidationsmedlet svavelatomen i sulfatanjonen. Det reduceras till vätesulfid, 4-valent oxid eller till molekylärt svavel.
Reaktioner med utspädd salpetersyra
Utspäddsalpetersyra reagerar med metaller som ligger till vänster och till höger om väte. Under reaktionen med aktiva metaller bildas ammoniak, som omedelbart löser sig och interagerar med nitratanjonen och bildar ett annat s alt. Med metaller med medelhög aktivitet reagerar syran med frisättning av molekylärt kväve. Med inaktiv fortsätter reaktionen med frisättning av dinitric oxid. Oftast bildas flera svavelreduktionsprodukter i en reaktion. Exempel på reaktioner föreslås i den grafiska applikationen nedan.
Reaktioner med koncentrerad salpetersyra
I det här fallet fungerar kväve också som ett oxidationsmedel. Alla reaktioner slutar med bildning av s alt och frigöring av kväveoxid. Schema för förloppet av redoxreaktioner föreslås i den grafiska applikationen. Samtidigt förtjänar aqua regia reaktion med lågaktiva element särskild uppmärksamhet. Sådan interaktion mellan syror och metaller är ospecifik.
Reaktivitet hos metaller
Metaller reagerar ganska lätt med syror, även om det finns några inerta ämnen. Dessa är ädelmetaller och grundämnen som har en hög standard elektrokemisk potential. Det finns ett antal metaller som är byggda på basis av denna indikator. Det kallas elektronegativitetsserien. Om metallen är placerad till vänster om väte i den, kan den reagera med utspädd syra.
Det finns bara ett undantag: järn ochaluminium på grund av bildandet av 3-valenta oxider på deras yta kan inte reagera med syra utan uppvärmning. Om blandningen värms upp kommer metallens oxidfilm först in i reaktionen och sedan löses den i själva syran. Metaller som ligger till höger om väte i den elektrokemiska aktivitetsserien kan inte reagera med oorganisk syra, inklusive utspädd svavelsyra. Det finns två undantag från regeln: dessa metaller löses i koncentrerad och utspädd salpetersyra och aqua regia. Endast rodium, rutenium, iridium och osmium kan inte lösas i de senare.
