ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ
Хімічні властивості металів визначаються здатністю їх атомів легко
віддавати свої валентні електрони і перетворюватись на позитивно заряджені
іони:
.
Всі метали – відновники і
можуть окислюватись різними окисниками.
Метали можуть взаємодіяти з
простими речовинами. Сполуки металу із Сульфуром називаються сульфідами, з
Нітрогеном – нітридами, з Фосфором – фосфідами, з Карбоном – карбідами, з
Силіцієм – силіцидами, з Бором – боридами, з Гідрогеном – гідридами.
Відновна здатність металів при реакціях у
водних розчинах визначається місцем металу у ряду напруг, де метали розташовані
в порядку зростання їх стандартних електродних потенціалів (, В;
табл. 6). Більш активним є той метал, стандартний потенціал якого менший.
Стандартний потенціал системи
прийнято рівним нулю. Метал, який розміщений
ближче до початку ряду напруг, і має менше значення стандартного потенціалу, є
активнішим від тих членів ряду, що стоять за ним, і може витісняти їх з водних
розчинів солей:
;
.
Потенціал витіснення водню з води
(рН = 7) становить
–0,41 В.
Отже, водень з води можуть витісняти ті метали, потенціал яких менший, ніж –0,41В.
Це метали від початку ряду напруг до заліза включно ().
Наприклад:
Проте метали від алюмінію по хром (включно)
захищаються щільною нерозчинною оксидною плівкою і реакція практично не йде.
У кислотах-неокисниках (,
(розбавлена),
)
окисником є іон
:
,
.
Тому
метали, потенціал яких менший, ніж 0 вольт, можуть витіснити водень з
цих кислот:
;
.
Виняток – свинець, який не витісняє водню з
цих кислот через перенапругу виділення водню на свинці і через нерозчинність
солей. Олово виділяє водень лише з концентрованої хлоридної кислоти:
.
В
оцтовій кислоті-неокиснику свинець розчиняється за рахунок окиснення його не іоном
кислоти, а киснем, що є у розчині, з подальшим
утворенням розчинного оцтовокислого свинцю
.
Водень при цьому не виділяється:
Кислоти-окисники: (концентрована) та
(будь-якої концентрації) окиснюють аніоном (
,
),
тому при їх взаємодії з металами водень не виділяється. Такі кислоти розчиняють
і ті метали, що стоять після водню в ряду напруг (
). При
цьому ступінь окиснення окисників
,
змінюється тим сильніше, чим активніший метал,
вища температура і менша концентрація кислоти.
Для
сульфатної кислоти:
Для
нітратної кислоти:
Наприклад:
При високій концентрації сульфатної та
нітратної кислот поверхня заліза, хрому пасивується і взаємодія без нагрівання
практично не відбувається.
Суміш нітратної і хлоридної кислоти («царська
горілка») окиснює всі метали, крім компактних осмію, родію та іридію:
;
.
З лугами взаємодіють метали, що мають
амфотерні оксиди і гідроксиди (,
,
,
,
). При
цьому водень виділяється, якщо метал достатньо активний:
;
натрій берилат
;
натрій станнат
Якщо ж метал неактивний, то для його
розчинення в розчині лугу необхідна присутність сильного окисника, водень при
цьому не виділяється:
натрій фольфрамат