酸と金属との相互作用。硫酸と金属との相互作用

酸と金属との化学反応は、これらのクラスの化合物に特異的である。その過程で、水素のプロトンが還元され、酸アニオンと一緒に金属カチオンに置き換えられる。これは、塩の形成を伴う反応の例であるが、この原理に従わないいくつかのタイプの相互作用がある。それらは酸化還元として進行し、水素の発生を伴わない。

酸と金属との反応の原理

無機酸と金属とのすべての反応塩の形成をもたらす。例外はおそらく貴金属と塩酸と硝酸の混合物であるロイヤルウォッカとの反応だけである。酸と金属との他の相互作用は、塩の形成をもたらす。酸が硫酸でも硝酸でもない場合、生成物は分子水素で開裂される。

しかし、反応が濃縮されると金属との相互作用は、酸化還元プロセスの原理に従って進行する。したがって、実験的に、典型的な金属と強無機酸との2種類の相互作用が分離された：

金属と希酸との相互作用;
濃酸との相互作用。

第1のタイプの反応は、酸。ただし、濃硫酸と硝酸の濃度は例外です。それらは第2のタイプに従って反応し、塩および硫黄と窒素の還元生成物の生成をもたらす。

酸と金属の典型的な相互作用

水素の左側に位置する金属標準的な電気化学シリーズは、硝酸以外の希硫酸や他の濃度の酸と反応して塩を形成し、分子水素を放出します。一連の電気陰性度において水素の右側に位置する金属は、上記の酸と反応することができず、その濃度にかかわらず、濃硫酸および王水と共に、硝酸とのみ相互作用することができない。これは酸と金属との典型的な相互作用である。

金属と濃硫酸との反応

溶液中の硫酸の含有量がより多い68％であり、濃縮され、水素の左右に金属と相互作用すると考えられている。異なる活性を持つ金属との反応の原理を下の写真に示します。ここで、酸化剤は、硫酸アニオン中の硫黄原子である。それは、硫化水素、4価の酸化物または分子硫黄に還元される。

希硝酸との反応

希釈された硝酸は、水素の左右に位置する金属。活性金属との反応の間、アンモニアが形成され、アンモニアが直ちに溶解し、硝酸アニオンと反応して別の塩を形成する。中程度の活性を有する金属では、酸は分子状窒素の放出と反応する。低い反応性では、反応は2価の窒素酸化物の遊離と共に進行する。ほとんどの場合、いくつかの硫黄還元生成物が一つの反応で形成される。反応の例は、以下のグラフの附属書に示唆されている。

濃硝酸との反応

この場合、酸化剤もまた窒素である。全ての反応は、塩の形成および一酸化窒素の放出をもたらす。酸化還元反応のスキームは、図式附属書で提案されている。同時に、tsarのウォッカと低活性元素の反応には特別な注意が払われなければならない。酸と金属とのこのような相互作用は特異的ではない。

金属の反応性

金属は酸と十分に反応する喜んで、いくつかの不活性物質があります。これらは貴金属であり、高い標準電気化学ポテンシャルを有する元素である。このインジケータに基づいて作られた多くの金属があります。それは電気陰性度シリーズと呼ばれています。金属が水素の左側にある場合、それは希酸と反応することができる。

ただ1つの例外があります：鉄及びアルミニウムは、表面に3価の酸化物が生成するため、加熱することなく酸と反応することができない。混合物が加熱されると、最初に金属の酸化膜が反応に入り、酸自体に溶解する。電気化学的活性シリーズにおいて水素の右側に位置する金属は、希硫酸を含む無機酸と反応することができない。ルールには2つの例外があります。これらの金属は、濃縮され希薄な硝酸とロイヤルウォッカに溶けます。後者では、ロジウム、ルテニウム、イリジウムおよびオスミウムのみを溶解することができない。