Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Отношение металлов к кислотам

Поиск

 

Почти все металлы окисляются кислотами. Характер взаимодействия металла с кислотой зависит как от активности металла, так и от свойств и концентрации кислоты.

 

3.3.1 Взаимодействие металлов с кислотами, окислителем в которых является катион водорода.

 

(HCl, HBr, H3PO4, H2SO4(разбав.))

восстановитель Meo – ne → Men+

окислитель 2H+ + 2e → H2

 

Реакция взаимодействия металлов с перечисленными выше кислотами сводится к вытеснению водорода из кислоты.

В данных средах способны разрушаться металлы, φо которых меньше нуля, т.е. в ряду напряжения эти металлы стоят выше водорода, при условии, что продукты взаимодействия их с кислотой не образуют нерастворимых веществ, которые способны выполнять защитную функцию:

     

e

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2  φoZn / Zn2+ = - 0.76B

Pb + H2SO4 разб ≠ ↓ PbSO4 + H2  φoPb / Pb2+ = - 0.14B

 

3Fe + 2H3PO4 = ↓Fe3PO4 + 3H2 φoFe / Fe3+ = - 0.44B

Feo – 2e → Fe2+ |

2H+ + 2e → H2 |

 

Фосфат железа (II) образует на поверхности железа защитную пленку, поэтому в фосфорной кислоте железо не разрушается.

 

Ni + H2SO4 разб = NiSO4 + H2oNi / Ni2+ = - 0.25B)

 

Cu + H2SO4 ≠              процесс не протекает,

 

т.к.                φoCu / Cu2+ = +0.34.

 

Схема

                                   

                             Ме до водорода                                                                                                     

                                                                       Н2 + соль в низшей степени                    

                                                                                            окисления

 

Me + HCl →

     H2SO4

     (разб)

     H3PO4

                                                                        Реакция не идет.

                             Me за водородом

                   

Поведение металлов в концентрированной кислоте

H 2 SO 4

Окислительную функцию выполняет анион SO42-.

Характер взаимодействия металла с концентрированной серной кислотой зависит от активности металла.

Малоактивные металлы (расположенные ниже цинка) окисляются до сульфатов в высшей степени окисления, восстанавливая кислоту до сернистого газа – SO2.

Примеры:

        +6                     +4             +4

Sno + 4H2SO4 = Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O

      (конц)

Sno – 4e → Sn+4 | 1

S+6 + 2e → S+4 | 2

 

Свинец окисляется серной кислотой до гидросульфата – Pb(HSO4)2

 

Cu + 2H2SO4 = Cu2+SO4 + SO+42 + 2H2O

       (конц)

Cuo – 2e → Cu2+

S+6 + 2e → S+4

 

Активные металлы, являясь более сильными восстановителями, способны восстановить H2SO4 (конц) до свободной серы или сероводорода.

 

Пример:

                           +2

3Zno + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + So + 4H2O

         (конц)

Zno – 2e → Zn+2 | 2

 +6

S + 6e → So | 1

 

                           +2

8Alo + 15H2SO4 = 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O

         (конц)

2Alo – 6e → 2Al+2 | 4

 +6

S + 8e → S-2 | 3

 

Схемы процессов

 

                             Ме до Zn                                                                                                         

                                                                       сульфат металла в В.С.О.

                                                                        +S, H2S + H2O

 

Me + H2SO4

   (конц)         

         

 

                 

                                                                     сульфат металла в В.С.О.

                              Me ниже Zn      +SO2 + H2O

 

                                                                                           

3.3.3. Поведение металлов в растворах HNO 3

Азотная кислота является сильным окислителем, причем окисляет металлы ионом – NO3-. В зависимости от природы металла и концентрации кислоты азотная кислота способна восстанавливаться до различных продуктов.

Концентрированная азотная кислота способна или разрушать металлы или пассировать их поверхность.

        +5                                                                                                     

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO+42 + 2H2O

       (конц)

Cuo – 2e → Cu+2 | 1

 +5

N + e → N+4 | 2

 

Примеры:

              холод

Al + 6HNO3 = Al2O3 + 6NO3 + 3H2O

         (конц)

                               формирование оксидной пленки (пассивирование)

 

2Alo – 6e → 2Al+3 | 1

 +5

N + e → N+4 | 6

 

                 t

Al + 6HNO3 = Al2(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

     конц

                                 

Alo – 3e → Al+3 | 1

 +5

N + e → N+4 | 3

 

Концентрированная азотная кислота окисляет олово, титан и др. до кислот.

Примеры:

3Sn + 4HNO3 + H2O = 3H2SnO3 + 4H2O

         (конц)

 

Sno – 4e → Sn+4 | 3

 +5

N + 3e → N+2 | 4

 

Разбавленная азотная кислота в отличии от разбавленной серной способна взаимодействовать с большинством металлов, окисляя их до нистратов, продуктами восстановления кислоты могут быть

Примеры:

              +5             +1                 +2

3Ago + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + H2O

         (разб)

 

Ago – 6e → Ag+1 | 3

 +5

N + 3e → N+2 | 1

 

                                        +2                     +1

4Mgo + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2+ N2O + 5H2O

         (разб)

 

Mgo – 2e → Mg+2 | 4

 +5

2No + 8e → 2N+1 | 1

 

5Mgo + 12HNO3 = 5Mg(NO3)2+ N2 + 6H2O

         (разб)

 

Mgo – 2e → Mg+2 | 5

 +5

2No + 10e → N2o | 1

 

          +5             t                                     -3

4Mgo + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2+ NH4NO3 + 5H2O

         (очень разб)

 

Mgo – 2e → Mg+2 | 4

 +5

No + 8e → N-3 | 1

 

Малоактивные металлы, окисляясь до нитратов, восстанавливают HNO3 до оксида азота NO.

Активные металлы восстанавливают разбавленную азотную кислоту до: N2O, N2, NH3

Схема поцессов

 

 

Нитрат металла + NO2 + H2O в   

 В.С.О.

 

                         конц

                                                               Al, Fe, Ge пассивирует

Me + HNO3

                                         Ме ниже Zn      нитрат металла +NO +H2O

 


                          разб

                                         

                                           Me выше Zn    нитрат металла в В.С.О.                            

                                                                                   + N2O, N2 + H2O,  NH3

                                                                 (NH3 + HNO3 = NH4NO3)



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-04-20; просмотров: 125; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.226.17.3 (0.009 с.)