Interakce kyselin s kovy. Interakce kyseliny sírové s kovy

Chemická reakce kyseliny s kovem je specifická pro tyto třídy sloučenin. Ve svém průběhu se redukuje vodíkový proton a ve spojení s kyselým aniontem je nahrazen kovovým kationtem. Toto je příklad reakce s tvorbou soli, i když existuje několik typů interakcí, které tento princip nedodržují. Postupují jako oxidační redukce a nejsou doprovázeny vývojem vodíku.

Principy reakcí kyselin s kovy

Všechny reakce anorganické kyseliny s kovem vedou k tvorbě solí. Výjimkou je možná jen reakce ušlechtilého kovu s královskou vodkou, směsí kyseliny chlorovodíkové a kyseliny dusičné. Jakákoli jiná interakce kyselin s kovy vede k tvorbě soli. V případě, že kyselina není ani sírová ani dusíkatá, potom se produkt štěpí molekulárním vodíkem.

Když však do reakce vstupuje koncentrovaná kyselina sírová, interakce s kovy probíhá podle principu procesu oxidace a redukce. Proto experimentálně byly izolovány dva typy interakcí typických kovů a silných anorganických kyselin:

• Interakce kovů se zředěnými kyselinami;
• Interakce s koncentrovanou kyselinou.

Reakce prvního typu probíhají s jakoukoliv kyselinou. Výjimkou je pouze koncentrovaná kyselina sírová a kyselina dusičná v jakékoli koncentraci. Reagují podle druhého typu a vedou k tvorbě solí a produktů redukce síry a dusíku.

Typické interakce kyselin s kovy

Kovy umístěné nalevo od vodíku ve standardní elektrochemické řadě reagují se zředěnou kyselinou sírovou a dalšími kyselinami různých koncentrací, s výjimkou kyseliny dusičné, za vzniku soli a uvolnění molekulárního vodíku. Kovy umístěné napravo od vodíku v sérii elektronegativity nemohou reagovat s výše uvedenými kyselinami a interagují pouze s kyselinou dusičnou, bez ohledu na její koncentraci, koncentrovanou kyselinou sírovou a vodní regií. Jedná se o typickou interakci kyselin s kovy.

Reakce kovů s koncentrovanou kyselinou sírovou

Je-li obsah kyseliny sírové v roztoku vyšší než 68%, považuje se koncentrace a interaguje s kovy vlevo a vpravo od vodíku. Princip reakce s kovy různých aktivit je uveden na fotografii níže. Zde je oxidačním činidlem atom síry v síranovém aniontu. Redukuje se na sirovodík, 4-valentní oxid nebo na molekulární síru.

Reakce se zředěnou kyselinou dusičnou

Zředěná kyselina dusičná reaguje s kovy umístěnými vlevo a vpravo od vodíku. Během reakce s aktivními kovy vzniká amoniak, který se okamžitě rozpouští a reaguje s dusičnanovým aniontem a vytváří další sůl. U kovů se střední aktivitou reaguje kyselina s uvolňováním molekulárního dusíku. Při nízké reaktivitě probíhá reakce s uvolněním 2-valentního oxidu dusíku. Nejčastěji se při jedné reakci vytváří několik produktů redukce síry. Příklady reakcí jsou uvedeny v níže uvedené grafické příloze.

Reakce s koncentrovanou kyselinou dusičnou

V tomto případě je oxidačním činidlem také dusík. Všechny reakce vedou k tvorbě soli a uvolňování oxidu dusnatého. V grafické příloze jsou navrženy schémata proudění oxidačních a redukčních reakcí. Současně si zaslouží zvláštní pozornost reakci královské vodky s nízkými aktivními prvky. Taková interakce kyselin s kovy není specifická.

Reaktivita kovů

Kovy reagují s kyselinami velmi snadno, ačkoli existuje několik inertních látek. Jedná se o ušlechtilé kovy a prvky, které mají vysoký standard elektrochemického potenciálu. Existuje řada kovů, které jsou postaveny na základě tohoto ukazatele. Říká se tomu řada elektronegativita. Pokud je kov v něm nalevo od vodíku, je schopen reagovat se zředěnou kyselinou.

Existuje pouze jedna výjimka: že železo a hliník v důsledku tvorby 3-valenčních oxidů na jejich povrchu nemohou reagovat s kyselinou bez ohřevu. Pokud se směs zahřívá, pak zpočátku vstupuje oxidová vrstva kovu do reakce a pak se sama rozpustí v samotné kyselině. Kovy umístěné napravo od vodíku v sérii elektrochemické aktivity nemohou reagovat s anorganickou kyselinou, včetně zředěné kyseliny sírové. Existují dvě výjimky z pravidel: tyto kovy se rozpouštějí v koncentrované a zředěné kyselině dusičné a královské vodce. V tomto případě nelze rozpustit pouze rhodium, ruthenium, iridium a osmium.