Przeczytaj
Jak zbadać aktywność metali?
Aktywnością chemiczną metali określa się ich zdolność do oddawania elektronów w reakcjach chemicznych. W związku z tym aktywność metali na ogół rośnie wraz ze spadkiem elektroujemności, czyli miary zdolności atomów danego pierwiastka do przyciągania elektronów.
W praktyce miarą aktywności metalu jest jego zdolność do wypieranie wodoru z wody lub z kwasów. Najbardziej aktywne są metale, które znajdują się w I i II grupie układu okresowego pierwiastków, większość z nich wypiera wodór z wody już w temperaturze pokojowej, tworząc jednocześnie wodorotlenki. Aktywność metali na ogół rośnie w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej i maleje w okresie wraz ze wzrostem liczby atomowej.
Najstarszym sposobem badania właściwości chemicznych materii przez chemików jest przeprowadzenie doświadczenia. Zapoznaj się z treścią doświadczenia przedstawionego poniżej.
Mając do dyspozycji metale: wapń, srebro, żelazo i miedź oraz kwas chlorowodorowy o stężeniu , zaproponuj doświadczenie, w którym porównasz aktywność chemiczną wymienionych metali.
Reaktywność metali
Jak zostało wykazane w powyższym doświadczeniu, nie wszystkie metale reagują z kwasem chlorowodorowym. Niektóre metale są mniej aktywne od wodoru i nie mają zdolności wypierania go z kwasów. Metale takie nazywamy metalami szlachetnymi. Nie ulegają one reakcjom chemicznym z kwasami o słabych właściwościach utleniających, do których zaliczyć można właśnie kwas chlorowodorowy. Istnieją jednak takie kwasy, które mogą roztwarzać metale szlachetne – są to tzw. kwasy silnie utleniające. Przykładowo kwas azotowy(V) ma zdolność do roztwarzania miedzi, która jest metalem szlachetnym:
Jak można jednak zauważyć, w takiej sytuacji redukcji nie ulega jon wodoru, ale atom azotu reszty kwasowej.
Metale takie jak platyna czy złoto są jednak odporne nawet na działanie kwasów silnie utleniających i reagują dopiero z tzw. wodą królewską.
Z kolei metale, które posiadają zdolność wypierania wodoru z kwasów, a więc metale aktywniejsze od wodoru, nazywamy metalami aktywnymi (nieszlachetnymi). Metale te reagują na ogół z wszystkimi typowymi kwasami, zarówno tlenowymi jak i beztlenowymi (z wyjątkiem sytuacji, kiedy dochodzi do pasywacji metalu).
Metale wypierające wodór z kwasu nazywamy metalami nieszlachetnymi. Metale grupy 1 układu okresowego są tak reaktywne, że wypierają wodór z zimnej wody.
Metale odporne chemicznie, które nie wypierają wodoru z kwasów oraz naturalnie występują w postaci rodzimej nazywamy metalami szlachetnymi.
W celu określenia aktywności metalu należny posłużyć się szeregiem aktywności metaliszeregiem aktywności metali.
Z przeprowadzonego wcześniej doświadczenia wynika, że wapń i żelazo należą do metali nieszlachetnych, a miedź i srebro do metali szlachetnych. Reakcja metalu z kwasem jest najprostszym sposobem zbadania aktywności metali.
Słownik
(łac. metallum; gr. métallon „kopalnia”, „kruszec”) substancje odznaczające się dobrym przewodnictwem elektrycznym i cieplnym, charakterystycznym połyskiem, dużą wytrzymałością mechaniczną oraz plastycznością
kwasy, które mogą roztwarzać metale szlachetne dzięki jednoczesnej redukcji atomu centralnego reszty kwasowej (należą do nich: stężony i rozcieńczony kwas azotowy(V) oraz stężony kwas siarkowy(VI))
uszeregowanie metali w kolejności wzrastającej aktywności, a więc zdolności do oddawania elektronów przez ich atomy, w reakcjach utleniania‑redukcji (redoks); w szeregu aktywności metali znajduje się również wodór – na podstawie położenia danego metalu w szeregu względem wodoru, możemy stwierdzić, czy metal ten może wypierać wodór z kwasów
mieszanina stężonych kwasów: chlorowodorowego i azotowego(V) w stosunku objętościowym 3:1
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Chemia. Repetytorium. Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko‑Biała 2010.