โลหะทำปฏิกิริยากับอะไร? คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีทั่วไปของโลหะ

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ: ปฏิกิริยากับออกซิเจน ฮาโลเจน กำมะถัน และความสัมพันธ์กับน้ำ กรด เกลือ

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะเกิดจากความสามารถของอะตอมในการบริจาคอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานภายนอกอย่างง่ายดาย และกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก ดังนั้นใน ปฏิกริยาเคมีโลหะเป็นสารรีดิวซ์ที่มีพลัง นี่คือคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของพวกมัน

ความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุโลหะแต่ละธาตุนั้นแตกต่างกัน ยิ่งโลหะปล่อยอิเล็คตรอนได้ง่ายกว่า ก็ยิ่งมีแอกทีฟมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งทำปฏิกิริยากับสารอื่นๆ ได้แรงขึ้น จากการวิจัยพบว่าโลหะทั้งหมดถูกจัดเรียงเป็นแถวตามกิจกรรมที่ลดลง ชุดนี้เสนอครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ดีเด่น N. N. Beketov ชุดกิจกรรมของโลหะดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่าชุดการกระจัดของโลหะหรือชุดไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าโลหะ ดูเหมือนว่านี้:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

เมื่อใช้ซีรีส์นี้ คุณจะทราบได้ว่าโลหะใดมีปฏิกิริยากับอีกโลหะหนึ่ง ชุดนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนซึ่งไม่ใช่โลหะ คุณสมบัติที่มองเห็นได้จะถูกนำมาเปรียบเทียบเป็นศูนย์

มีคุณสมบัติของตัวรีดิวซ์ โลหะทำปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์ต่างๆ โดยเฉพาะกับอโลหะ โลหะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนภายใต้สภาวะปกติหรือเมื่อถูกความร้อนจนเกิดออกไซด์ ตัวอย่างเช่น

2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2

ในปฏิกิริยานี้ อะตอมของแมกนีเซียมจะถูกออกซิไดซ์และอะตอมของออกซิเจนจะลดลง โลหะมีตระกูลที่ส่วนท้ายของแถวทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ปฏิกิริยากับฮาโลเจนเกิดขึ้นอย่างแข็งขัน ตัวอย่างเช่น การเผาไหม้ของทองแดงในคลอรีน:

Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2

ปฏิกิริยากับกำมะถันมักเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

โลหะออกฤทธิ์ในชุดกิจกรรมของโลหะในหน่วย Mg ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างด่างและไฮโดรเจน:

2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02

โลหะที่มีฤทธิ์ปานกลางจาก Al ถึง H2 ทำปฏิกิริยากับน้ำภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่าและเกิดออกไซด์และไฮโดรเจน:

Pb0 + H+2O คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ: อันตรกิริยากับออกซิเจน Pb+2O + H02

ความสามารถของโลหะในการทำปฏิกิริยากับกรดและเกลือในสารละลายยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลหะในชุดการกระจัดของโลหะด้วย โลหะทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในชุดการกระจัดของโลหะมักจะแทนที่ (ลด) ไฮโดรเจนจากกรดเจือจาง และโลหะทางด้านขวาของไฮโดรเจนจะไม่แทนที่ ดังนั้นสังกะสีและแมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับสารละลายกรด ปล่อยไฮโดรเจนและเกิดเกลือขึ้น ในขณะที่ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยา

Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02

Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02

อะตอมของโลหะในปฏิกิริยาเหล่านี้คือตัวรีดิวซ์ และไฮโดรเจนไอออนเป็นตัวออกซิไดซ์

โลหะทำปฏิกิริยากับเกลือใน สารละลายน้ำ. โลหะแอคทีฟจะแทนที่โลหะที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าจากองค์ประกอบของเกลือ สามารถกำหนดได้จากชุดกิจกรรมของโลหะ ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาคือ เกลือใหม่และโลหะใหม่ ดังนั้นหากแผ่นเหล็กจุ่มลงในสารละลายของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ทองแดงจะโดดเด่นกว่ามันในรูปของสารเคลือบสีแดง:

Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0 .

แต่ถ้าแผ่นเงินจุ่มลงในสารละลายของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตจะไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น:

Ag + CuSO4 ≠ .

ในการทำปฏิกิริยาดังกล่าว ไม่ควรใช้โลหะที่มีฤทธิ์มากเกินไป (จากลิเธียมถึงโซเดียม) ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้

ดังนั้นโลหะสามารถทำปฏิกิริยากับอโลหะ น้ำ กรดและเกลือได้ ในกรณีเหล่านี้ โลหะจะถูกออกซิไดซ์และเป็นตัวรีดิวซ์ ในการทำนายเส้นทางของปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับโลหะ ควรใช้ชุดการกระจัดของโลหะ

สมการปฏิกิริยาสำหรับอัตราส่วนของโลหะ:

  • ก) ถึงสารอย่างง่าย: ออกซิเจน, ไฮโดรเจน, ฮาโลเจน, กำมะถัน, ไนโตรเจน, คาร์บอน;
  • b) ถึงสารที่ซับซ้อน: น้ำ, กรด, ด่าง, เกลือ
  1. โลหะรวมถึง s-elements ของกลุ่ม I และ II, s-element ทั้งหมด, p-elements กลุ่ม III(ยกเว้นโบรอน) เช่นเดียวกับดีบุกและตะกั่ว (กลุ่ม IV) บิสมัท (กลุ่ม V) และพอโลเนียม (กลุ่ม VI) โลหะส่วนใหญ่มีอิเล็กตรอน 1-3 ตัวในระดับพลังงานภายนอก สำหรับอะตอมขององค์ประกอบ d ภายในคาบ จากซ้ายไปขวา ระดับ d-sub ของชั้นพรี-ชั้นนอกจะถูกเติม
  2. คุณสมบัติทางเคมีของโลหะเกิดจากโครงสร้างเฉพาะของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก

ภายในระยะเวลาหนึ่ง เมื่อประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น รัศมีของอะตอมที่มีจำนวนเปลือกอิเล็กตรอนเท่ากันจะลดลง อะตอมของโลหะอัลคาไลมีรัศมีที่ใหญ่ที่สุด ยิ่งรัศมีอะตอมเล็กลง พลังงานไอออไนเซชันก็จะยิ่งมากขึ้น และรัศมีของอะตอมที่ใหญ่ขึ้น พลังงานไอออไนซ์ก็จะยิ่งต่ำลง เนื่องจากอะตอมของโลหะมีรัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุด พวกมันจึงมีลักษณะเฉพาะโดยค่าพลังงานไอออไนเซชันและความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนในระดับต่ำเป็นหลัก โลหะอิสระมีคุณสมบัติลดเฉพาะ

3) โลหะเกิดออกไซด์ เช่น

โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ ธ เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ก่อตัวเป็นไฮไดรด์:

โลหะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ด้วยซัลเฟอร์ - ซัลไฟด์กับไนโตรเจน - ไนไตรด์กับคาร์บอน - คาร์ไบด์

ด้วยการเพิ่มค่าพีชคณิตของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของโลหะ E 0 ในชุดของแรงดันไฟฟ้า ความสามารถของโลหะในการทำปฏิกิริยากับน้ำจะลดลง ดังนั้น เหล็กจะทำปฏิกิริยากับน้ำได้มากเท่านั้น อุณหภูมิสูง:

โลหะที่มี ค่าบวกศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน กล่าวคือ ยืนอยู่หลังไฮโดรเจนในชุดของแรงดันไฟฟ้า ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ

ปฏิกิริยาทั่วไปของโลหะกับกรด โลหะที่มีค่าลบ E 0 จะแทนที่ไฮโดรเจนจากสารละลายของ Hcl, H 2 S0 4, H 3 P0 4 เป็นต้น

โลหะที่มีค่า E 0 ต่ำกว่าจะแทนที่โลหะด้วย คุ้มราคา E 0 จากสารละลายเกลือ:

สารประกอบแคลเซียมที่สำคัญที่สุดที่ได้รับในอุตสาหกรรม คุณสมบัติทางเคมีและวิธีการเตรียม

แคลเซียมออกไซด์ CaO เรียกว่า ปูนขาว. ได้จากการคั่วหินปูน CaCO 3 --> CaO + CO ที่อุณหภูมิ 2,000 ° C แคลเซียมออกไซด์มีคุณสมบัติของออกไซด์พื้นฐาน:

ก) ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อปล่อย จำนวนมากความร้อน:

CaO + H 2 0 \u003d Ca (OH) 2 (ปูนขาว)

b) ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

CaO + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O

CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

c) ทำปฏิกิริยากับกรดออกไซด์เพื่อสร้างเกลือ:

CaO + C0 2 \u003d CaC0 3

แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca (OH) 2 ใช้ในรูปของปูนขาว นมมะนาวและน้ำปูนใส

น้ำนมมะนาวเป็นสารแขวนลอยที่เกิดจากการผสมปูนขาวส่วนเกินกับน้ำ

น้ำมะนาวเป็นสารละลายใสที่ได้จากการกรองน้ำนมจากมะนาว ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจหาคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV)

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O

ด้วยการส่งผ่านคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) เป็นเวลานาน สารละลายจะโปร่งใส เนื่องจากเกลือที่เป็นกรดจะก่อตัวและละลายได้ในน้ำ:

CaC0 3 + C0 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

หากสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่โปร่งใสได้รับความร้อน ความขุ่นก็จะเกิดขึ้นอีกครั้ง เนื่องจาก CaCO 3 ตกตะกอน:

โลหะเป็นสารรีดิวซ์ที่มีสถานะออกซิเดชันในเชิงบวก เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมี โลหะจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม โลหะวิทยา การแพทย์ และการก่อสร้าง

กิจกรรมโลหะ

ในปฏิกิริยา อะตอมของโลหะบริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนและถูกออกซิไดซ์ ยิ่งอะตอมของโลหะมีระดับพลังงานและอิเล็กตรอนน้อยลงเท่าใด การบริจาคอิเล็กตรอนและเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น ดังนั้นคุณสมบัติของโลหะจึงเพิ่มขึ้นจากบนลงล่างและจากขวาไปซ้ายในตารางธาตุ

ข้าว. 1. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะในตารางธาตุ

กิจกรรม สารง่ายๆแสดงในอนุกรมไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าของโลหะ ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนเป็นโลหะออกฤทธิ์ (กิจกรรมเพิ่มขึ้นไปทางขอบซ้าย) ไปทางขวา - ไม่ใช้งาน

โลหะอัลคาไลในกลุ่มที่ 1 แสดงกิจกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ตารางธาตุและยืนอยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า พวกมันทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิดอยู่แล้วที่ อุณหภูมิห้อง. ตามด้วยโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทซึ่งรวมอยู่ในกลุ่ม II พวกมันทำปฏิกิริยากับสารส่วนใหญ่เมื่อถูกความร้อน โลหะในชุดไฟฟ้าเคมีจากอะลูมิเนียมถึงไฮโดรเจน (กิจกรรมปานกลาง) ต้องการ เงื่อนไขเพิ่มเติมเพื่อเข้าสู่ปฏิกิริยา

ข้าว. 2. ชุดไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าของโลหะ

โลหะบางชนิดจัดแสดง คุณสมบัติแอมโฟเทอริกหรือความเป็นคู่ โลหะ ออกไซด์ และไฮดรอกไซด์ของพวกมันทำปฏิกิริยากับกรดและเบส โลหะส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยากับกรดบางชนิดเพื่อแทนที่ไฮโดรเจนและสร้างเกลือเท่านั้น คุณสมบัติคู่ที่เด่นชัดที่สุดแสดง:

  • อลูมิเนียม;
  • ตะกั่ว;
  • สังกะสี;
  • เหล็ก;
  • ทองแดง;
  • เบริลเลียม;
  • โครเมียม.

โลหะแต่ละชนิดสามารถแทนที่โลหะอื่นทางด้านขวาของมันในซีรีย์ไฟฟ้าเคมีจากเกลือ โลหะทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนจะแทนที่จากกรดเจือจาง

คุณสมบัติ

คุณสมบัติของปฏิกิริยาของโลหะกับสารต่าง ๆ แสดงไว้ในตารางคุณสมบัติทางเคมีของโลหะ

ปฏิกิริยา

ลักษณะเฉพาะ

สมการ

ด้วยออกซิเจน

โลหะส่วนใหญ่สร้างฟิล์มออกไซด์ โลหะอัลคาไลติดไฟได้เองในที่ที่มีออกซิเจน ในกรณีนี้ โซเดียมจะเกิดเปอร์ออกไซด์ (Na 2 O 2) โลหะที่เหลือของกลุ่ม I คือซูเปอร์ออกไซด์ (RO 2) เมื่อถูกความร้อน โลหะอัลคาไลน์เอิร์ทจะติดไฟได้เอง ในขณะที่โลหะที่มีกิจกรรมปานกลางจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ ทองและแพลตตินั่มไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน

4Li + O 2 → 2Li 2 O;

2Na + O 2 → Na 2 O 2;

K + O 2 → KO 2;

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3;

2Cu + O 2 → 2CuO

ด้วยไฮโดรเจน

อัลคาไลน์ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่อัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน เบริลเลียมไม่ตอบสนอง แมกนีเซียมยังต้องการความดันสูงอีกด้วย

ซีเนียร์ + เอช 2 → ซีเนียร์ 2 ;

2Na + H 2 → 2NaH;

Mg + H 2 → MgH 2

โลหะที่ใช้งานเท่านั้น ลิเธียมทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง โลหะอื่นๆ - เมื่อถูกความร้อน

6Li + N 2 → 2Li 3 N;

3Ca + N 2 → Ca 3 N 2

ด้วยคาร์บอน

ลิเธียมและโซเดียม ส่วนที่เหลือ - เมื่อถูกความร้อน

4Al + 3C → อัล 3 C4;

2Li+2C → Li 2 C 2

ทองและแพลตตินั่มไม่โต้ตอบ

2K + S → K 2 S;

Fe + S → FeS;

Zn + S → ZnS

ด้วยฟอสฟอรัส

เมื่อถูกความร้อน

3Ca + 2P → Ca 3P 2

ด้วยฮาโลเจน

โลหะที่ไม่ใช้งานเท่านั้นที่ไม่ทำปฏิกิริยา ทองแดง - เมื่อถูกความร้อน

Cu + Cl 2 → CuCl 2

อัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธบางชนิด เมื่อถูกความร้อน ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่าง โลหะที่มีกิจกรรมปานกลางทำปฏิกิริยา

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2;

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2;

Pb + H 2 O → PbO + H 2

ด้วยกรด

โลหะทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ทองแดงละลายในกรดเข้มข้น

สังกะสี + 2HCl → ZnCl 2 + 2H 2;

Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2;

Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

ด้วยด่าง

เฉพาะโลหะแอมโฟเทอริก

2Al + 2KOH + 6H 2 O → 2K + 3H 2

สารทดแทนที่ใช้งานสำหรับโลหะที่มีฤทธิ์น้อย

3Na + AlCl 3 → 3NaCl + อัล

โลหะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและก่อให้เกิดสารประกอบระหว่างโลหะ - 3Cu + Au → Cu 3 Au, 2Na + Sb → Na 2 Sb

แอปพลิเคชัน

ทั่วไป คุณสมบัติทางเคมีโลหะที่ใช้ทำโลหะผสม ผงซักฟอกใช้ในปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา โลหะมีอยู่ในแบตเตอรี่ อิเล็กทรอนิกส์ และโครงสร้างรับน้ำหนัก

ฟิลด์การใช้งานหลักระบุไว้ในตาราง

ข้าว. 3. บิสมัท

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

จากบทเรียนเคมีเกรด 9 เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของโลหะ ความสามารถในการโต้ตอบกับสารที่ง่ายและซับซ้อนเป็นตัวกำหนดกิจกรรมของโลหะ ยิ่งโลหะมีการเคลื่อนไหวมาก ก็ยิ่งทำปฏิกิริยาได้ง่ายขึ้นภายใต้สภาวะปกติ โลหะออกฤทธิ์ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน อโลหะ น้ำ กรด เกลือ โลหะแอมโฟเทอริกทำปฏิกิริยากับด่าง โลหะที่ไม่ใช้งานจะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ฮาโลเจน และอโลหะส่วนใหญ่ ทบทวนขอบเขตการสมัครคร่าวๆ โลหะถูกนำมาใช้ในการแพทย์ อุตสาหกรรม โลหะวิทยา และอิเล็กทรอนิกส์

แบบทดสอบหัวข้อ

รายงานการประเมินผล

คะแนนเฉลี่ย: 4.4. คะแนนที่ได้รับทั้งหมด: 70

คุณสมบัติการบูรณะ- เหล่านี้เป็นคุณสมบัติทางเคมีหลักของโลหะทั้งหมด พวกมันแสดงออกในการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวออกซิไดซ์ที่หลากหลายรวมถึงตัวออกซิไดซ์จาก สิ่งแวดล้อม. ใน ปริทัศน์ปฏิสัมพันธ์ของโลหะกับตัวออกซิไดซ์สามารถแสดงได้โดยรูปแบบ:

ฉัน + ออกซิไดเซอร์" ผม(+X),

โดยที่ (+X) คือสถานะออกซิเดชันเชิงบวกของฉัน

ตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันของโลหะ

Fe + O 2 → Fe (+3) 4Fe + 3O 2 \u003d 2 Fe 2 O 3

Ti + I 2 → Ti(+4) Ti + 2I 2 = TiI 4

Zn + H + → Zn(+2) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

  • ชุดกิจกรรมของโลหะ

    คุณสมบัติรีดิวซ์ของโลหะแตกต่างกัน ศักย์ไฟฟ้า E ถูกใช้เป็นคุณลักษณะเชิงปริมาณของคุณสมบัติรีดิวซ์ของโลหะ

    ยิ่งโลหะมีการเคลื่อนไหวมากเท่าไร ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของอิเล็กโทรดก็ยิ่งเป็นลบ E o

    โลหะที่จัดเรียงเป็นแถวเมื่อกิจกรรมออกซิเดชันลดลงจากกิจกรรมหนึ่งแถว

    ชุดกิจกรรมของโลหะ

    ผม หลี่ K Ca นา มก. อัล มิน สังกะสี Cr เฟ นิ sn พีบี H2 Cu Ag Au
    เมซ+ หลี่ + K+ Ca2+ นา+ Mg2+ อัล 3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ เฟ2+ Ni2+ sn 2+ PB 2+ H+ Cu2+ Ag+ ออ 3+
    อี โอ บี -3,0 -2,9 -2,87 -2,71 -2,36 -1,66 -1,18 -0,76 -0,74 -0,44 -0,25 -0,14 -0,13 0 +0,34 +0,80 +1,50
    โลหะที่มีค่า Eo เป็นลบมากกว่าสามารถลดไอออนของโลหะที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกได้มากกว่า

    การลดลงของโลหะจากสารละลายของเกลือกับโลหะอื่นที่มีกิจกรรมรีดิวซ์ที่สูงกว่าเรียกว่าการประสาน. การประสานใช้ในเทคโนโลยีทางโลหะวิทยา

    โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ซีดีได้มาจากการลดจากสารละลายของเกลือกับสังกะสี

    Zn + Cd 2+ = Cd + Zn 2+

  • 3.3. 1. ปฏิกิริยาของโลหะกับออกซิเจน

    ออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง สามารถออกซิไดซ์โลหะส่วนใหญ่ได้ ยกเว้นAuและปตท . โลหะในอากาศสัมผัสกับออกซิเจน ดังนั้น เมื่อศึกษาเคมีของโลหะ ความสนใจมักจะจ่ายให้กับคุณสมบัติของปฏิกิริยาของโลหะกับออกซิเจน

    ทุกคนรู้ดีว่าเหล็กในอากาศชื้นถูกปกคลุมด้วยไอรอนออกไซด์ที่เป็นสนิม แต่โลหะจำนวนมากในสถานะกะทัดรัดที่อุณหภูมิไม่สูงเกินไปมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน เนื่องจากโลหะเหล่านี้ก่อตัวเป็นชั้นบางๆ บนพื้นผิว ฟิล์มกันรอย. ฟิล์มของผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันเหล่านี้ไม่อนุญาตให้ตัวออกซิไดซ์สัมผัสกับโลหะ ปรากฏการณ์การก่อตัวบนพื้นผิวโลหะ ชั้นป้องกันการป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะเรียกว่าทู่ของโลหะ

    อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของโลหะด้วยออกซิเจน. กิจกรรมของโลหะเพิ่มขึ้นในสถานะที่ถูกแบ่งอย่างประณีต โลหะส่วนใหญ่ในรูปผงจะเผาไหม้ในออกซิเจน

  • s-metals

    แสดงกิจกรรมการฟื้นฟูที่ยิ่งใหญ่ที่สุดส-โลหะโลหะ Na, K, Rb Cs สามารถจุดไฟได้ในอากาศ และจะถูกเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทหรือภายใต้ชั้นของน้ำมันก๊าด Be และ Mg จะไม่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำในอากาศ แต่เมื่อจุดไฟ แถบ Mg จะลุกไหม้ด้วยเปลวไฟเป็นประกาย

    โลหะIIA-subgroups และ Li เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน จะเกิดออกไซด์.

    2Ca + O 2 \u003d 2CaO

    4 Li + O 2 \u003d 2 Li 2 O

    โลหะแอลคาไล นอกจากหลี่เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน พวกมันจะไม่ใช่ออกไซด์ แต่เป็นเปอร์ออกไซด์ผม 2 อู๋ 2 และซูเปอร์ออกไซด์มีโอ 2 .

    2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2

    K + O 2 = KO 2

  • p-metals

    โลหะที่เป็นเจ้าของพี- เพื่อบล็อกบนอากาศจะทู่

    เมื่อเผาไหม้ออกซิเจน

    • IIIA-โลหะกลุ่มย่อยก่อให้เกิดออกไซด์ของประเภท ฉัน 2 O 3,
    • Sn ถูกออกซิไดซ์เป็น สโน 2 , และ Pb - มากถึง PbO
    • บีไป ไบ2โอ3.

  • d-โลหะ

    ทุกอย่างd- โลหะคาบ 4 ตัวถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจน. Sc, Mn, Fe ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายที่สุด ทนทานต่อการกัดกร่อนของ Ti, V, Cr โดยเฉพาะ

    เมื่อเผาด้วยออกซิเจน ของทั้งหมดd

    เมื่อเผาด้วยออกซิเจน ของทั้งหมดd- องค์ประกอบของช่วงที่ 4 มีเพียงสแกนเดียม ไททาเนียม และวาเนเดียมเท่านั้นที่เกิดออกไซด์ โดยที่ Me อยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด เท่ากับหมายเลขกลุ่มโลหะ d ที่เหลือของช่วงที่ 4 เมื่อเผาไหม้ในออกซิเจน จะเกิดออกไซด์ซึ่ง Me อยู่ในสถานะออกซิเดชันระดับกลางแต่เสถียร

    ประเภทของออกไซด์ที่เกิดจากโลหะดี 4 คาบระหว่างการเผาไหม้ในออกซิเจน:

    • เหมียวจาก Zn, Cu, Ni, Co. (ที่ T>1000оС Cu ในรูปแบบ Cu 2 O)
    • ฉัน 2 O 3, แบบฟอร์ม Cr, Fe และ Sc,
    • มีโอ2 - Mn และ Ti
    • V สร้างออกไซด์สูงสุด - วี 2 อู๋ 5 .
    d-โลหะในสมัยที่ 5 และยุคที่ 6 ยกเว้นย ลา มากกว่าโลหะอื่น ๆ ทั้งหมดมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน ห้ามทำปฏิกิริยากับออกซิเจน Au, Pt .

    เมื่อเผาด้วยออกซิเจนd-โลหะที่มีระยะเวลา 5 และ 6 ตามกฎแล้วจะเกิดออกไซด์ที่สูงขึ้น, ข้อยกเว้นคือโลหะ Ag, Pd, Rh, Ru

    ประเภทของออกไซด์ที่เกิดจากโลหะ d 5 และ 6 คาบระหว่างการเผาไหม้ในออกซิเจน:

    • ฉัน 2 O 3- แบบฟอร์ม Y, La; Rh;
    • มีโอ2- Zr, Hf; ไออาร์:
    • ฉัน 2 O 5- Nb, ตา;
    • มีโอ 3- โม W
    • ฉัน 2 O 7- Tc, Re
    • เหมียว 4 - ออส
    • มีโอ- ซีดี, ปรอท, Pd;
    • ฉัน 2 O- Ag;

  • ปฏิกิริยาของโลหะกับกรด

    ในสารละลายกรด ไฮโดรเจนไอออนบวกเป็นสารออกซิไดซ์. ไอออนบวกของ H + สามารถออกซิไดซ์โลหะในชุดกิจกรรมเป็นไฮโดรเจน, เช่น. มีศักย์ไฟฟ้าลบ

    โลหะหลายชนิดเมื่อถูกออกซิไดซ์ในสารละลายที่เป็นกรด หลายตัวจะเปลี่ยนเป็นไอออนบวกเมซ + .

    แอนไอออนของกรดจำนวนหนึ่งสามารถแสดงได้ คุณสมบัติการออกซิไดซ์, แรงกว่า H+ . ตัวออกซิไดซ์ดังกล่าวรวมถึงแอนไอออนและกรดที่พบบ่อยที่สุด ชม 2 ดังนั้น 4 และHNO 3 .

    แอนไอออน NO 3 - แสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่ความเข้มข้นใดๆ ในสารละลาย แต่ผลิตภัณฑ์รีดักชันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดและธรรมชาติของโลหะออกซิไดซ์

    แอนไอออน SO 4 2- แสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์เฉพาะใน H 2 SO 4 เข้มข้นเท่านั้น

    ผลิตภัณฑ์ลดการเกิดออกซิไดเซอร์: H + , NO 3 - , ดังนั้น 4 2 -

    2H + + 2e - =H2

    ดังนั้น 4 2- จากเข้มข้น H 2 SO 4 ดังนั้น 4 2- + 2e - + 4 ชม + = ดังนั้น 2 + 2 ชม 2 อู๋

    (เป็นไปได้ด้วยการก่อตัวของ S, H 2 S)

    NO 3 - จาก HNO 3 เข้มข้น ลำดับที่ 3 - + e - +2H+= NO 2 + H 2 O
    NO 3 - จาก HNO 3 ที่เจือจาง NO 3 - + 3e - +4H+=ไม่ + 2H 2 O

    (ยังสามารถสร้าง N 2 O, N 2, NH 4 +)

    ตัวอย่างปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกรด

    Zn + H 2 SO 4 (razb.) "ZnSO 4 + H 2

    8Al + 15H 2 SO 4 (c.) "4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

    3Ni + 8HNO 3 (deb.) " 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

    Cu + 4HNO 3 (c.) "Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

  • ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของโลหะในสารละลายที่เป็นกรด

    โลหะอัลคาไลเป็นไอออนบวกของประเภท Me +, โลหะ s ของกลุ่มที่สองเป็นไอออนบวกฉัน 2+

    โลหะบล็อก p เมื่อละลายในกรด จะเกิดเป็นไอออนบวกที่ระบุในตาราง

    โลหะ Pb และ Bi ละลายในกรดไนตริกเท่านั้น

    ผม อัล กา ใน Tl sn พีบี บี
    เมซ+ อัล 3+ Ga3+ ใน 3+ Tl+ sn 2+ PB 2+ ไบ 3+
    อีโอ บี -1,68 -0,55 -0,34 -0,34 -0,14 -0,13 +0,317

    d-metals ทั้งหมด 4 คาบยกเว้น Cu , สามารถออกซิไดซ์ได้โดยไอออนH+ ในสารละลายกรด

    ประเภทของไอออนบวกที่เกิดจาก d-metals 4 งวด:

    • ฉัน 2+(รูปแบบ d-metals ตั้งแต่ Mn ถึง Cu)
    • ฉัน 3+ (สร้าง Sc, Ti, V, Cr และ Fe ในกรดไนตริก)
    • Ti และ V ยังก่อให้เกิดไพเพอร์ มีโอ 2+
    d- องค์ประกอบของคาบ 5 และ 6 มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันมากกว่า 4d- โลหะ

    ในสารละลายที่เป็นกรด H + สามารถออกซิไดซ์ได้: Y, La, Cd.

    ใน HNO 3 สามารถละลายได้: Cd, Hg, Ag Hot HNO 3 ละลาย Pd, Tc, Re.

    ในความร้อน H 2 SO 4 ละลาย: Ti, Zr, V, Nb, Tc, Re, Rh, Ag, Hg

    โลหะ: Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W มักจะละลายในส่วนผสมของ HNO 3 + HF

    ในกรดน้ำกัดทอง (สารผสม HNO 3 + HCl) Zr, Hf, Mo, Tc, Rh, Ir, Pt, Au และ Os สามารถละลายได้โดยยาก) สาเหตุของการละลายของโลหะในน้ำกัดทองหรือในส่วนผสมของ HNO 3 + HF คือการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อน

    ตัวอย่าง. การละลายของทองคำใน aqua regia เป็นไปได้เนื่องจากการก่อตัวของคอมเพล็กซ์ -

    Au + HNO 3 + 4HCl \u003d H + NO + 2H 2 O

  • ปฏิกิริยาของโลหะกับน้ำ

    คุณสมบัติในการออกซิไดซ์ของน้ำนั้นเกิดจากเอช(+1).

    2H 2 O + 2e -" ชม 2 + 2OH -

    เนื่องจากความเข้มข้นของ H + ในน้ำต่ำ คุณสมบัติในการออกซิไดซ์จึงต่ำ โลหะสามารถละลายในน้ำได้อี< - 0,413 B. Число металлов, удовлетворяющих этому условию, значительно больше, чем число металлов, реально растворяющихся в воде. Причиной этого является образование на поверхности большинства металлов плотного слоя оксида, нерастворимого в воде. Если оксиды и гидроксиды металла растворимы в воде, то этого препятствия нет, поэтому щелочные и щелочноземельные металлы энергично растворяются в воде. ทุกอย่างส- โลหะ นอกจาก Be และ Mg ละลายได้ง่ายในน้ำ

    2 นา + 2 HOH = ชม 2 + 2 โอ้ -

    นาทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ ปล่อยความร้อนออกมา H2 ที่ปล่อยออกมาอาจติดไฟได้

    2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

    Mg ละลายในน้ำเดือดเท่านั้น ได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชันโดยออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำเฉื่อย

    โลหะ p-block เป็นสารรีดิวซ์ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าส.

    ในบรรดาโลหะ p กิจกรรมการรีดิวซ์จะสูงกว่าสำหรับโลหะของกลุ่มย่อย IIIA, Sn และ Pb เป็นสารรีดิวซ์ที่อ่อนแอ, Bi มี Eo > 0

    p-metals ไม่ละลายในน้ำภายใต้สภาวะปกติ. เมื่อออกไซด์ป้องกันละลายจากพื้นผิวในสารละลายอัลคาไลน์ Al, Ga และ Sn จะถูกออกซิไดซ์ด้วยน้ำ

    ในบรรดาโลหะดี พวกมันจะถูกออกซิไดซ์โดยน้ำเมื่อถูกความร้อน Sc และ Mn, La, Y. เหล็กทำปฏิกิริยากับไอน้ำ

  • ปฏิกิริยาของโลหะกับสารละลายอัลคาไล

    ในสารละลายอัลคาไลน์ น้ำทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์.

    2H 2 O + 2e - \u003dเอช 2 + 2OH - Eo \u003d - 0.826 B (pH \u003d 14)

    คุณสมบัติการออกซิไดซ์ของน้ำจะลดลงตามค่า pH ที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากความเข้มข้นของ H + ลดลง แต่ถึงอย่างไร, โลหะบางชนิดที่ไม่ละลายในน้ำจะละลายในสารละลายด่างตัวอย่างเช่น Al, Zn และอื่น ๆ เหตุผลหลักการละลายของโลหะดังกล่าวในสารละลายอัลคาไลน์คือออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะเหล่านี้เป็นแอมโฟเทอริก ละลายในด่าง ขจัดสิ่งกีดขวางระหว่างตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์

    ตัวอย่าง. การละลายของ Al ในสารละลาย NaOH

    2Al + 3H 2 O + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na + 3H 2

    • 1. โลหะทำปฏิกิริยากับอโลหะ

    2Me+ น Hal 2 → 2 MeHal n

    4Li + O2 = 2Li2O

    โลหะอัลคาไล ยกเว้นลิเธียม จะเกิดเป็นเปอร์ออกไซด์:

    2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2

    2. โลหะที่ยืนต่อไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับกรด (ยกเว้นความเข้มข้นของไนตริกและกำมะถัน) ด้วยการปลดปล่อยไฮโดรเจน

    ฉัน + HCl → เกลือ + H2

    2 อัล + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

    Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

    3. โลหะที่ใช้งานทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างอัลคาไลและปล่อยไฮโดรเจน

    2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + น H2

    ผลคูณของการเกิดออกซิเดชันของโลหะคือไฮดรอกไซด์ - Me (OH) n (โดยที่ n คือสถานะออกซิเดชันของโลหะ)

    ตัวอย่างเช่น:

    Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

    4. โลหะที่มีกิจกรรมระดับกลางทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อนเพื่อสร้างโลหะออกไซด์และไฮโดรเจน

    2Me + nH 2 O → ฉัน 2 O n + nH 2

    ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันในปฏิกิริยาดังกล่าวคือโลหะออกไซด์ Me 2 O n (โดยที่ n คือสถานะออกซิเดชันของโลหะ)

    3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

    5. โลหะที่อยู่ถัดจากไฮโดรเจนจะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและสารละลายกรด (ยกเว้นส่วนผสมของไนตริกและกำมะถัน)

    6. โลหะที่มีฤทธิ์มากขึ้นจะแทนที่สารออกฤทธิ์น้อยกว่าจากสารละลายของเกลือ

    CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

    CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

    โลหะที่ใช้งาน - สังกะสีและเหล็กแทนที่ทองแดงในซัลเฟตและเกลือที่เกิดขึ้น สังกะสีและเหล็กถูกออกซิไดซ์ และทองแดงกลับคืนสภาพ

    7. ฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับน้ำและสารละลายด่าง

    ฟลูออรีนซึ่งแตกต่างจากฮาโลเจนอื่น ๆ ออกซิไดซ์น้ำ:

    2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

    ในที่เย็น: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O คลอไรด์และไฮโปคลอไรท์

    ความร้อน: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O เกิดเป็น loride และ chlorate

    8 ฮาโลเจนที่ออกฤทธิ์ (ยกเว้นฟลูออรีน) จะแทนที่ฮาโลเจนที่ออกฤทธิ์น้อยกว่าจากสารละลายของเกลือ

    9. ฮาโลเจนไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน

    10. โลหะ Amphoteric (Al, Be, Zn) ทำปฏิกิริยากับสารละลายของด่างและกรด

    3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

    11. แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับ คาร์บอนไดออกไซด์และซิลิกอนออกไซด์

    2Mg + CO2 = C + 2MgO

    SiO2+2Mg=Si+2MgO

    12. โลหะอัลคาไล (ยกเว้นลิเธียม) ก่อให้เกิดเปอร์ออกไซด์กับออกซิเจน

    2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2

    3. การจำแนกสารประกอบอนินทรีย์

    สารง่าย ๆ - สารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมประเภทเดียวกัน (อะตอมของธาตุเดียวกัน) ในปฏิกิริยาเคมี พวกมันไม่สามารถย่อยสลายให้กลายเป็นสารอื่นได้

    สารเชิงซ้อน (หรือสารประกอบทางเคมี) - สารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมประเภทต่างๆ (อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ) ในปฏิกิริยาเคมี พวกมันจะสลายตัวเป็นสารอื่นๆ อีกหลายชนิด

    สารธรรมดาแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: โลหะและอโลหะ

    โลหะ - กลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติโลหะเฉพาะ: ของแข็ง (ยกเว้นปรอท) มีความมันวาวของโลหะ เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี หลอมได้ (เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) อลูมิเนียม (Al) ปรอท ( Hg) ทอง (Au) เงิน (Ag) เป็นต้น)

    อโลหะ – กลุ่มของธาตุ: ของแข็ง ของเหลว (โบรมีน) และ สารที่เป็นก๊าซซึ่งไม่มีเงาเป็นโลหะ เป็นฉนวน เปราะ

    แต่ สารที่ซับซ้อนในทางกลับกัน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มหรือคลาส: ออกไซด์ เบส กรดและเกลือ

    ออกไซด์ - สิ่งเหล่านี้คือสารที่ซับซ้อน องค์ประกอบของโมเลกุลซึ่งรวมถึงอะตอมของออกซิเจนและสารอื่นบางชนิด.

    ฐานราก - เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งอะตอมของโลหะเชื่อมต่อกับกลุ่มไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่มขึ้นไป

    จากมุมมองของทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า เบสเป็นสารที่ซับซ้อน ซึ่งการแยกตัวออกจากกันในสารละลายในน้ำจะทำให้เกิดไอออนของโลหะ (หรือ NH4 +) และไฮดรอกไซด์ - แอนไอออน OH-

    กรด - เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งมีโมเลกุลรวมถึงอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถแทนที่หรือแลกเปลี่ยนเป็นอะตอมของโลหะ.

    เกลือ - เป็นสารที่ซับซ้อน ซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของโลหะและกรดตกค้าง. เกลือเป็นผลพลอยได้จากการเปลี่ยนอะตอมไฮโดรเจนของกรดบางส่วนหรือทั้งหมดด้วยโลหะ

    มีอะไรให้อ่านอีกบ้าง

    มนต์ป้องกัน: พลังพิเศษของคำจะปกป้องในทุกสถานการณ์ มันตราเพื่อปกป้องครอบครัวจากคนที่ไร้ความปราณี มนต์ป้องกันจะช่วยขจัดปัญหา ปรับปรุงสุขภาพ และอายุยืน การป้องกันมีประสิทธิภาพเพียงใด ...
    รถพยาบาลในฝันทำไม ความฝันเกี่ยวกับรถพยาบาลถูกตีความในรูปแบบต่างๆ และเพื่อไม่ให้ผิดพลาดและค้นหาคำอธิบายที่ถูกต้องของความฝันของคุณ ...
    ฉันฝันว่าลูกชายของฉันกำลังจากไป คำอธิบายที่ละเอียดที่สุด: "หนังสือในฝันที่ลูกชายไม่มีอยู่จริง" - ทุกอย่างจากมืออาชีพที่เกี่ยวข้องในปี 2019...