Reakcje metali z kwasem chlorowodorowym

Działanie kwasu solnego na niektóre metale

Doświadczenie 1

Korzystając z poniższego wirtualnego laboratorium zbadaj, czy wybrane metale, takie jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, roztwarzają się w kwasie chlorowodorowym.

W miarę możliwości przeprowadź poniższy eksperyment również w rzeczywistych warunkach laboatoryjnych.

Uwaga! Doświadczenie należy wykonać pod wyciągiem. Pamiętaj o używaniu okularów ochronnych oraz rękawiczek.

R1V3IVMT1zPP9

Problem badawczy Jaki jest skład chemiczny substancji organicznych?. Hipoteza Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją. Hipoteza 1: Substancje pochodzenia organicznego są zbudowane m.in. z węgla, wodoru i tlenu. Hipoteza 2: Substancje pochodzenia organicznego nie są zbudowane z węgla, wodoru i tlenu. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: probówka; statyw; łapa; palnik; ziarna ryżu; kawałek chleba; pokrojony ziemniak lub inne warzywo. Instrukcja: 1. Do suchej probówki, zamocowanej do statywu łapą, włóż jeden z wybranych produktów spożywczych: kilka ziarenek ryżu, kawałek chleba, ziemniaka lub innego warzywa. 2. Zawartość probówki ogrzewaj w płomieniu palnika. 3. Obserwuj zachodzące zmiany.

RoNbm1dtvg74q

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DIcFmlHH5

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, polegające na zbadaniu, czy wybrane metale, takie jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Al}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, roztwarzają się w kwasie chlorowodorowym. Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej opisem, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy wybrane metale, takie jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Al}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, roztwarzają się w kwasie chlorowodorowym?

Hipoteza:

Nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Al}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z kwasem chlorowodorowym.

Co było potrzebne:

• probówki;

• stężony kwas chlorowodorowy;

• metale: magnez, żelazo, glin, miedź, cynk;

• papier ścierny;

• łuczywo;

• zapałki.

Przebieg doświadczenia:

Do pięciu probówek wlano po około $3 {\text{cm}}^3$ stężonego kwasu chlorowodorowego. Do każdej z nich wprowadzono inny kawałek metalu, oczyszczony wcześniej papierem ściernym, oraz zbliżono zapalone łuczywo:

a) do pierwszej probówki – wstążkę magnezową;

b) do drugiej probówki – blaszkę cynkową;

c) do trzeciej probówki – drut aluminiowy;

d) do czwartej probówki – drut żelazny;

e) do piątej probówki – drut miedziany.

Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

W probówkach z magnezem, cynkiem, glinem i żelazem wydziela się bezbarwny gaz, a metale te roztwarzają się. Najintensywniejsze wydzielanie pęcherzyków gazu zachodzi w probówce z magnezem, a najmniej intensywne – w probówce z żelazem. Po przyłożeniu zapalonego łuczywka do wylotu tych probówek słychać charakterystyczny trzask. W probówce z miedzią nie zachodzą żadne zmiany.

Wnioski:

Magnez, cynk, glin i żelazo reagują z kwasem chlorowodorowym. W czasie reakcji metale te wypierają wodór z kwasu, zgodnie z poniższymi równaniami reakcji:

a)

$$\text{Mg}+2 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {\text{MgCl}}_{\mathrm{2}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{magnez}+\text{kwas} \text{chlorowodorowy}\to \text{chlorek} \text{magnezu}+\text{wodór}$$

$$\text{Mg}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+2 {\text{Cl}}^{-}\to {\text{Mg}}^{2+}+2 {\text{Cl}}^{-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Mg}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Mg}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 2 {\text{H}}_2\text{O}$$

b)

$$\text{Zn}+2 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {\text{ZnCl}}_{\mathrm{2}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{cynk}+\text{kwas} \text{chlorowodorowy}\to \text{chlorek} \text{cynku}+\text{wodór}$$

$$\text{Zn}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+2 {\text{Cl}}^{-}\to {\text{Zn}}^{2+}+2 {\text{Cl}}^{-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Zn}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 2 {\text{H}}_2\text{O}$$

c)

$$2 \text{Al}+6 \text{HCl}\to 2 {\text{AlCl}}_{\mathrm{3}}+3 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{glin}+\text{kwas} \text{chlorowodorowy}\to \text{chlorek} \text{glinu}+\text{wodór}$$

$$2 \text{Al}+6 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to 2 {\text{AlCl}}_3+3 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$2 \text{Al}+6 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to 2 {\text{Al}}^{2+}+3 {\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 6 {\text{H}}_2\text{O}$$

d)

$$\text{Fe}+2 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {\text{FeCl}}_{\mathrm{2}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{żelazo}+\text{kwas} \text{chlorowodorowy}\to \text{chlorek} \text{żelaza}\left(\text{II}\right)+\text{wodór}$$

$$\text{Fe}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+2 {\text{Cl}}^{-}\to {\text{Fe}}^{2+}+2 {\text{Cl}}^{-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Fe}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Fe}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 2 {\text{H}}_2\text{O}$$

Wodór w obecności zapalonego łuczywka reaguje gwałtownie z tlenem, czemu towarzyszy charakterystyczny odgłos:

$$2 {\text{H}}_{\mathrm{2}}+{\text{O}}_{\mathrm{2}}\to 2 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{O}$$

$$\text{wodór}+\text{tlen}\to \text{woda}$$

e)

Miedź nie reaguje z kwasem chlorowodorowym:

$$\text{Cu}+{\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to \text{brak} \text{reakcji}$$

$$\text{miedź}+\text{kwas} \text{chlorowodorowy}\to \text{brak} \text{reakcji}$$

Niektóre metale, takie jak: cynk, magnez, glin, żelazo, reagują z kwasem chlorowodorowym. Podczas tych reakcji powstają odpowiednie sole oraz wydziela się wodór. Mówimy, że metale te wypierają wodór z kwasu. Są metale, takie jak miedź, które nie ulegają reakcji z kwasem chlorowodorowym.

1

Polecenie 1

R1Q80ZSSS2UgT

Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).

Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?

Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż swoją odpowiedź do sformułowanego pytania w problemie badawczym.

Pokaż odpowiedź

Obserwacje: W probówkach z magnezem, cynkiem i żelazem wydziela się bezbarwny gaz, a metale te roztwarzają się. Najintensywniejsze wydzielanie pęcherzyków gazu zachodzi w probówce z magnezem, a najmniej intensywne – w probówce z żelazem. W probówce z miedzią nie zachodzą żadne zmiany.

Weryfikacja hipotezy:

Hipoteza 1: Postawiona hipoteza okazała się fałszywa, gdyż nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z kwasem chlorowodorowym.

lub

Hipoteza 2: Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z kwasem chlorowodorowym.

Wnioski: Magnez, cynk i żelazo reagują z kwasem chlorowodorowym. W czasie reakcji metale te wypierają wodór z kwasu.

Niektóre metale, takie jak cynk, magnez, żelazo, reagują z kwasem chlorowodorowym. Podczas tych reakcji powstają odpowiednie sole (najczęściej w postaci roztworu), oraz wydziela się wodór. Mówimy, że metale te wypierają wodór z kwasu. Są metale, takie jak miedź, które nie ulegają reakcji z kwasem chlorowodorowym.

Reakcje przeprowadzone w powyższym eksperymencie można opisać następującymi równaniami reakcji:

a) reakcja magnezu z kwasem chlorowodorowym

b) reakcja cynku z kwasem chlorowodorowym

c) reakcja żelaza z kwasem chlorowodorowym

d) Miedź nie reaguje z kwasem chlorowodorowym:

Reakcje metali z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\mathbf{\text{VI}}$)

Działanie rozcieńczonego roztworu kwasu siarkowego($\text{VI}$) na niektóre metale

Doświadczenie 2

Przeprowadź doświadczenie chemiczne, polegające na zbadaniu, czy wybrane metale, takie jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego(VI).

W miarę możliwości przeprowadź poniższy eksperyment również w rzeczywistych warunkach laboatoryjnych. Uwaga! Doświadczenie należy wykonać pod wyciągiem. Pamiętaj o środkach bezpieczeństwa takich jak okulary ochronne i rękawice.

RNyDGRusvFF4W

Problem badawczy Czy wybrane metale (Mg, Zn, Al, Fe, Cu) roztwarzają się w kwasie chlorowodorowym?. Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją. Hipoteza 1: Wybrane metale (Mg, Zn, Al, Fe, Cu) reagują z kwasem chlorowodorowym. Hipoteza 2: Nie wszystkie spośród metali: Mg, Zn, Al, Fe, Cu reagują z kwasem chlorowodorowym. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: probówki; stężony kwas chlorowodorowy; metale: magnez, żelazo, glin, miedź, cynk; papier ścierny, łuczywo; zapałki. Instrukcja: Do pięciu probówek wlej po około 3 cm3 stężonego kwasu chlorowodorowego. Do każdej z nich wprowadź inny kawałek metalu, oczyszczony wcześniej papierem ściernym oraz zbliż zapalone łuczywo: a) do pierwszej probówki – wstążkę magnezową; b) do drugiej probówki – blaszkę cynkową; c) do trzeciej probówki – drut aluminiowy; d) do czwartej probówki – drut żelazny; e) do piątej probówki – drut miedziany. Obserwuj zachodzące zmiany.

RoNbm1dtvg74q

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DIcFmlHH5

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, polegające na zbadaniu, czy wybrane metale, takie jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Al}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$). Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej opisem, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy wszystkie metale roztwarzają się w rozcieńczonym roztworze kwasu siarkowego($\text{VI}$)?

Hipoteza:

Nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Al}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$).

Co było potrzebne:

• probówki;

• $1\%$ roztwór kwasu siarkowego($\text{VI}$);

• metale: magnez, żelazo, glin, miedź, cynk;

• papier ścierny;

• łuczywo;

• zapałki.

Przebieg doświadczenia:

Do pięciu probówek wlano po około $3 {\text{cm}}^3$ roztworu kwasu siarkowego($\text{VI}$). Do każdej z nich wprowadzono inny kawałek metalu, oczyszczony wcześniej papierem ściernym, oraz zbliżono zapalone łuczywo:

a) do pierwszej probówki – wstążkę magnezową;

b) do drugiej probówki – blaszkę cynkową;

c) do trzeciej probówki – drut aluminiowy;

d) do czwartej probówki – drut żelazny;

e) do piątej probówki – drut miedziany.

Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Zawartość probówki z magnezem i cynkiem intensywnie się pieni. Wydziela się bezbarwny gaz, który w obecności zapalonego łuczywa spala się z charakterystycznym trzaskiem. Na powierzchni żelaza oraz glinu pojawiają się pęcherzyki gazu, a zapalone łuczywo, umieszczone nad probówką, nie wywołuje żadnych efektów. W probówce z miedzią nie pojawiają się zmiany.

Wnioski:

Magnez, cynk, glin i żelazo reagują z rozcieńczonym kwasem
siarkowym($\text{VI}$). W czasie reakcji metale te wypierają wodór z kwasu, zgodnie z poniższymi równaniami reakcji:

a)

$$\text{Mg}+{{\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{SO}}_{\mathrm{4}}\to {\text{MgSO}}_{\mathrm{4}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{magnez}+\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)\text{→siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{magnezu}+\text{wodór}$$

$$\text{Mg}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{\text{SO}}_4^{2-}\to {\text{Mg}}^{2+}+{\text{SO}}_4^{2-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Mg}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Mg}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

b)

$$\text{Zn}+{{\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{SO}}_{\mathrm{4}}\to {\text{ZnSO}}_{\mathrm{4}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{cynk}+\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)\to \text{siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{cynku}+\text{wodór}$$

$$\text{Zn}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{\text{SO}}_4^{2-}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{SO}}_4^{2-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Zn}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

c)

$$\text{Fe}+{{\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{SO}}_{\mathrm{4}}\to {\text{FeSO}}_{\mathrm{4}}+{\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{żelazo}+\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)\to \text{siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{żelaza}\left(\text{II}\right)+\text{wodór}$$

$$\text{Fe}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{\text{SO}}_4^{2-}\to {\text{Fe}}^{2+}+{\text{SO}}_4^{2-}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$\text{Fe}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Fe}}^{2+}+{\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+2 {\text{H}}_2\text{O}$$

d)

$$2 \text{Al}+{3 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{SO}}_{\mathrm{4}}\to {\text{Al}}_2{\left({\text{SO}}_{\mathrm{4}}\right)}_3+3 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$$

$$\text{glin}+\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)\to \text{siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{glinu}+\text{wodór}$$

$$2 \text{Al}+6 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+3 {\text{SO}}_4^{2-}\to 2 {\text{Al}}^{3+}+3 {\text{SO}}_4^{2-}+3 {\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+6 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$2 \text{Al}+6 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to 2 {\text{Al}}^{3+}+3 {\text{H}}_2\mathrm{\uparrow }+ 6 {\text{H}}_2\text{O}$$

Wodór w obecności zapalonego łuczywka reaguje gwałtownie z tlenem, czemu towarzyszy charakterystyczny odgłos:

$$2 {\text{H}}_{\mathrm{2}}+{\text{O}}_{\mathrm{2}}\to 2 {\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{O}$$

$$\text{wodór}+\text{tlen}\to \text{woda}$$

e)

Miedź nie reaguje z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$):

$$\text{Cu}+{{\text{H}}_{\mathrm{2}}\text{SO}}_{\mathrm{4}}\to \text{brak} \text{reakcji}$$

$$\text{miedź}+\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)\to \text{brak} \text{reakcji}$$

1

Polecenie 2

R1Q80ZSSS2UgT

Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).

Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?

Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż swoją odpowiedź do sformułowanego pytania w problemie badawczym.

Pokaż odpowiedź

Obserwacje: Zawartość probówki z magnezem i cynkiem intensywnie się pieni. Wydziela się bezbarwny gaz. Na powierzchni żelaza pojawiają się pęcherzyki gazu. W probówce z miedzią nie pojawiają się zmiany.

Weryfikacja hipotezy:

Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$).

lub

Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Nie wszystkie spośród metali, takich jak: $\text{Mg}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Cu}$, reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$).

Wnioski: Magnez, cynk i żelazo reagują z rozcieńczonym kwasem siarkowym($\text{VI}$). W czasie reakcji metale te wypierają wodór z kwasu.

Polecenie 2

R1Ei38hrh05Qt

Przyporządkuj, które z metali reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$), a które nie. Reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$) Możliwe odpowiedzi: 1. cynk, 2. glin, 3. magnez, 4. żelazo, 5. miedź Nie reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$) Możliwe odpowiedzi: 1. cynk, 2. glin, 3. magnez, 4. żelazo, 5. miedź

Przyporządkuj, które z metali reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$), a które nie. Reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$) Możliwe odpowiedzi: 1. cynk, 2. glin, 3. magnez, 4. żelazo, 5. miedź Nie reagują z roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$) Możliwe odpowiedzi: 1. cynk, 2. glin, 3. magnez, 4. żelazo, 5. miedź

Niektóre metale reagują z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego(VI), a w wyniku reakcji powstaje sól i wodór.  Są metale, takie jak miedź, które nie ulegają reakcji z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego(VI).

Reakcje przeprowadzone w powyższym eksperymencie można opisać następującymi równaniami reakcji:

a) reakcja magnezu z kwasem siarkowym(VI):

b) reakcja cynku z kwasem siarkowym(VI):

c) reakcja żelaza z kwasem siarkowym(VI):

d) reakcja miedzi z kwasem siarkowym(VI):

Miedź nie reaguje z rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego($\text{VI}$):

Reakcje metali ze stężonym roztworem kwasu siarkowego(VI) mają odmienny przebieg niż z roztworem rozcieńczonym.

Jak można przewidzieć, czy metal zareaguje z kwasem wydzielając wodór?

Chemicy uporządkowali metale według zmieniającej się aktywności chemicznej. Powstał szereg, który nosi nazwę szeregu aktywności metaliszereg aktywności metaliszeregu aktywności metali. Zwykle stosuje się dwa sposoby prezentacji metali w tym zbiorze: według malejącej lub wzrastającej ich aktywności chemicznej. Umieszczony w tym szeregu wodór rozdziela metale na te, które wypierają go z kwasów, i te, które nie mają takich właściwości.

Poniższy przykład przedstawia metale uporządkowane według ich malejącej aktywności chemicznej.

R1c1XuFDDCCNL1

Ilustracja przedstawia szereg aktywności metali w postaci niebieskiego paska, podzielonego na piętnaście kwadratowych pól. W każdym polu umieszczono symbol jednego pierwiastka. Licząc od lewej są to: $\text{Li}$, $\text{K}$, $\text{Ca}$, $\text{Na}$, $\text{Mg}$, $\text{Al}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Pb}$, $\text{H}$, $\text{Cu}$, $\text{Ag}$, $\text{Hg}$, $\text{Pt}$, $\text{Au}$. Wodór, czyli szósty od prawej kwadrat z literą $\text{H}$ wyróżniony został czerwonym tłem zamiast niebieskiego.

Na podstawie szeregu aktywności metali możemy stwierdzić, że np. sód wypiera wodór z kwasu (powstają wtedy sól i wodór). Reakcję tego metalu z kwasem chlorowodorowym opisuje równanie:

Na podstawie szeregu aktywności możemy przewidzieć, że miedź, rtęć, srebro, złoto i platyna nie będą wypierały wodoru z kwasów.

R1JX2i1PeMAln1

Ilustracja przedstawia szereg aktywności metali w postaci niebieskiego paska, podzielonego na piętnaście kwadratowych pól. W każdym polu umieszczono symbol jednego pierwiastka. Licząc od lewej są to: $\text{Li}$, $\text{K}$, $\text{Ca}$, $\text{Na}$, $\text{Mg}$, $\text{Al}$, $\text{Zn}$, $\text{Fe}$, $\text{Pb}$, $\text{H}$, $\text{Cu}$, $\text{Ag}$, $\text{Hg}$, $\text{Pt}$, $\text{Au}$. Wodór, czyli szósty od prawej kwadrat z literą $\text{H}$ wyróżniony został czerwonym tłem zamiast niebieskiego. Obszar kwadratów dziewięciu pierwiastków na lewo od wodoru otoczony jest tłem w kolorze czerwonym i nosi podpis: Wypierają wodór z kwasów. Obszar kwadratów pięciu pierwiastków na prawo od wodoru otoczony jest tłem w kolorze zielonym i nosi podpis: Nie wypierają wodoru z kwasów. Nad szeregiem aktywności znajduje się gruba, niebieska strzałka wskazująca w prawo z napisem: Zmniejszenie aktywności chemicznej metali. Poniżej szeregu aktywności podobna niebieska strzałka, ale skierowana w lewo, oznaczona jest napisem: Zwiększenie aktywności chemicznej metali.

1

Polecenie 3

Ustal, jakie substancje kryją się pod symbolami A i B, jeżeli wiesz, że w wyniku reakcji 2 powstaje bezbarwny, bezwonny gaz. Zapisz równania reakcji prowadzące do ich otrzymania. Nazwij substraty i produkty każdej z reakcji. Pamiętaj, aby uzgodnić zapisane równania reakcji.

RMT8OJ9DxhXIk

Schemat reakcji do polecenia w pracy domowej. Ma on postać nieco nietypowego zapisu dwóch reakcji chemicznych w jednym równaniu. Po lewej stronie znajduje się wzór związku chemicznego Mg OH dwa razy wzięte, następnie od niego wychodzi strzałka skierowana w prawo nad którą znajduje się wzór HCl. Po prawej stronie tej strzałki znajduje się litera A. Po prawej stronie litera A znajduje się druga strzałka, tym razem skierowana w lewo, czyli grotem również w stronę litery A. Nad strzałką znajduje się wzór HCl. Po prawej stronie tej strzałki znajduje się litera B.

RXS3oXre2ann3

.

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zapisując równania reakcji pamiętaj, że magnez w jego związkach chemicznych jest zawsze dwuwartościowy.

Pokaż odpowiedź

Równanie reakcji 1:

$\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2+2 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {\text{MgCl}}_2+2 {\text{H}}_2\text{O}$

Równanie reakcji 2:

$\text{Mg}+2 {\text{HCl}}_{\left(\text{aq}\right)}\to {\text{MgCl}}_2+{\text{H}}_2$

Związek A: ${\text{MgCl}}_2$
Związek B: $\text{Mg}$

RrF8y86eGDqpP

Ustal, jakie substancje kryją się w pustych kratkach, jeżeli wiadomo, że w wyniku obu poniższych reakcji powstaje ten sam związek. Uzupełnij równania reakcji oraz nazwij substraty i produkty każdej z nich. Równanie reakcji $\mathbf{1}$:
$\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2$ $+$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu$\text{HCl}$ $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ ${\text{H}}_2\text{O}$

Nazwy substratów i produktów:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ kwas chlorowodorowy $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ woda

Równanie reakcji $\mathbf{2}$:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu$+$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $\text{HCl}$ $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ ${\text{H}}_2$

Nazwy substratów i produktów:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ kwas chlorowodorowy $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ wodór

Ustal, jakie substancje kryją się w pustych kratkach, jeżeli wiadomo, że w wyniku obu poniższych reakcji powstaje ten sam związek. Uzupełnij równania reakcji oraz nazwij substraty i produkty każdej z nich. Równanie reakcji $\mathbf{1}$:
$\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2$ $+$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu$\text{HCl}$ $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ ${\text{H}}_2\text{O}$

Nazwy substratów i produktów:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ kwas chlorowodorowy $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ woda

Równanie reakcji $\mathbf{2}$:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu$+$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $\text{HCl}$ $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ ${\text{H}}_2$

Nazwy substratów i produktów:
1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ kwas chlorowodorowy $\to$ 1. ${\text{MgCl}}_2$, 2. $4$, 3. chlor, 4. chlorek magnezu, 5. tlenek magnezu, 6. $4$, 7. magnez, 8. $\text{Mg}$, 9. chlorek magnezu, 10. $2$, 11. ${\text{MgCl}}_2$, 12. $2$, 13. tlen, 14. wodorotlenek magnezu $+$ wodór

W jaki sposób metale reagują z kwasem azotowym($\mathbf{\text{V}}$) i stężonym kwasem siarkowym($\mathbf{\text{VI}}$)?

Metale umieszczone w szeregu aktywności metali za wodorem nie reagują z kwasami poprzez wypieranie wodoru. Istnieją jednak kwasy, z którymi reagują zarówno metale leżące w szeregu aktywności przed, jak i za wodorem. Są to kwasy o właściwościach silnie utleniającychkwasy o właściwościach silnie utleniającychkwasy o właściwościach silnie utleniających. Do najbardziej powszechnych zaliczyć możemy: stężony kwas siarkowy($\text{VI}$) oraz kwas azotowy($\text{V}$) (rozcieńczony oraz stężony). Reakcje te przebiegają jednak nie poprzez wypieranie wodoru z kwasu, lecz tworzenie odpowiedniego dla danego kwasu tlenku gazowego.

Na przykład w wyniku reakcji stężonego kwasu siarkowego($\mathbf{\text{VI}}$) z miedzią otrzymujemy sól – siarczan($\text{VI}$) miedzi($\text{II}$), tlenek siarki($\mathbf{\text{IV}}$) o ostrym, duszącym zapachu oraz wodę, zgodnie z poniższym równaniem reakcji:

Z kolei, w wyniku reakcji miedzi ze stężonym kwasem azotowym($\mathbf{\text{V}}$) również otrzymamy sól – azotan($\text{V}$) miedzi($\text{II}$) oraz tlenek azotu($\mathbf{\text{IV}}$) o barwie brunatnej i drażniącym zapachu, a także wodę. Reakcję tą opisuje następujące równanie reakcji:

Kiedy jednak wprowadzimy miedź do rozcieńczonego roztworu kwasu
azotowego($\mathbf{\text{V}}$), otrzymamy bezbarwny gaz, który brunatnieje na powietrzu – jest to tlenek azotu($\mathbf{\text{II}}$). W wyniku reakcji otrzymujemy również sól (azotan($\text{V}$) miedzi($\text{II}$)) oraz wodę. Reakcję zapisujemy w postaci następującego równania:

Brunatnienie powstającego w reakcji bezbarwnego gazu możemy opisać następującym równaniem reakcji:

Czy są jakieś inne, wyjątkowe zachowania metali w reakcji z kwasami?

Powyżej opisano najbardziej typowe zachowania metali w obecności najczęsciej spotykanych kwasów, jednakże różnorodność właściwości zarówno metali, jak i kwasów powoduje, że wiele procesów odbiega od typowego, opisanego wyżej przebiegu reakcji lub reakcja nie zachodzi.

Podsumowanie

• W wyniku reakcji kwasów z metalami można otrzymać sole, jednakże sam przebieg reakcji zależy od właściwości metalu, jak i użytego kwasu.

• Szereg aktywności metali pozwala ocenić, jaki będzie przebieg reakcji metalu z kwasem i  czy dany metal wypiera wodór z kwasów.

• Wiele metali leżących w szeregu aktywności metali przed wodorem reaguje zarówno z kwasami beztlenowymi, jak i tlenowymi; w wyniku tych reakcji powstają odpowiednio sól i wodór.

• Metale leżące w szeregu aktywności metali za wodorem – nie wypierają wodoru z kwasów.

• Istnieją kwasy o tak zwanych silnych właściwościach utleniających (między innymi stężony kwas siarkowy($\text{VI}$) oraz kwas azotowy($\text{V}$)), które reagują zarówno z metalami leżącymi w szeregu aktywności metali przed, jak i za wodorem. W  reakcjach tych nie powstaje jednak wodór, a odpowiednie tlenki.

• Różnorodność właściwości zarówno metali, jak i kwasów powoduje, że wiele procesów odbiega od typowego, opisanego wyżej przebiegu reakcji lub reakcja nie zachodzi.

Słownik