Взаимодействие металлов с кислотами
Металлы взаимодействуют с кислотами по-разному: с неокисляющими кислотами активные металлы обычно вытесняют водород, а окисляющие кислоты восстанавливаются металлом с образованием других продуктов, но не \(\mathrm{H_2}\). Возможность реакции определяют свойства металла и кислоты.
Неокисляющие кислоты
К неокисляющим относят, например, разбавленные соляную и серную кислоты. Их анионы обычно не участвуют в окислительно-восстановительном процессе. Металл, стоящий в ряду напряжений до водорода, вытесняет его из раствора с образованием соли:
Например, цинк реагирует с разбавленной серной кислотой: цинк окисляется, а ионы водорода восстанавливаются до водорода. Металлы после водорода обычно не реагируют с неокисляющими кислотами. Исключения связаны с особыми условиями, например пассивацией или очень слабой активностью металла.
Окисляющие кислоты
Концентрированная серная и азотная кислота проявляют окислительные свойства. В таких реакциях металл восстанавливает не ионы водорода, а окислитель кислоты: например, серу в составе \(\mathrm{H_2SO_4}\) или азот в составе нитрат-иона. Поэтому водород, как правило, не выделяется; образуются соль, вода и продукт восстановления кислоты. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты рассматривают отдельно.
Цинк с разбавленной серной кислотой: \(\mathrm{Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\uparrow}\). С концентрированной серной кислотой продукт другой: \(\mathrm{Zn + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O}\). В первом случае восстанавливаются ионы водорода, во втором — сера.
Правило «металл до водорода вытесняет водород» относится к неокисляющим кислотам. Для азотной и концентрированной серной кислот его напрямую применять нельзя. Кроме того, алюминий, железо и хром могут пассивироваться концентрированными кислотами: на поверхности образуется защитная плёнка, и реакция прекращается.
Какой газ обычно выделяется при реакции цинка с разбавленной соляной кислотой?
Главное
- С неокисляющими кислотами металл до водорода обычно образует соль и \(\mathrm{H_2}\).
- Окисляющие кислоты восстанавливаются, поэтому водород обычно не выделяется; возможны пассивация и особые условия.
- Уравнение реакции определяют свойства металла, кислоты и окислительно-восстановительные свойства металлов.