Взаимодействие металлов с растворами щелочей

Взаимодействие металлов с водой

Реакции взаимодействия металлов с водой в общем виде описываются схемой

M + H₂O ® M(OH)_n + H₂.

в-ль ок-ль

следовательно, реагировать с водой могут те металлы, потенциал которых менее -0,41 B. Практически в воде раство-ряются щелочные и щелочноземельные металлы, а такие металлы как алюминий, цинк, хром, титан с водой не реагируют из-за явления пассивации.

Пример. Ca + H₂O ®

в-ль ок-ль

Потенциал кальция вследствие растворимости гидроксида может быть принят равным стандартному потенциалу:

,

, кроме того, гидроксид кальция частично растворим в воде, поэтому кальций (щелочноземельный металл) растворяется в воде:

Сa - 2= Ca²⁺

2H₂O + 2= H₂ + 2 OH^-

Сa + 2H₂O = Ca²⁺ + H₂ + 2OH^-

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂.

В растворах щелочей окислительное действие оказывают также молекулы воды, но с увеличением pH окислительная способность воды уменьшается, при pH = 14 . Другое отличие поведения металлов в растворах щелочей обусловлено растворением пассивиру ющих плёнок на металлах, оксиды которых амфотерны. Таким образом, в растворах щелочей растворяются металлы, потенциалы которых меньше -0,83В, а оксиды и гидроксиды амфотерны.

Пример. Al + NaOH + H₂O ®

в-ль ок-ль

В водных растворах щелочей роль окислителя выполняет вода, . Выписываем потенциал алюминия в щелочной среде: Реакция взаимодействия алюминия с раствором щёлочи возможна, . Другим условием взаимодействия является растворимость гидроксида и оксида металла в растворе щёлочи, это условие выполняется, так как оксид и гидроксид алюминия амфотерны. Таким образом, алюминий реагирует с раствором едкого натра:

2 Al - 3+ 4OH^- = AlO₂^- + 2H₂O

3 2H₂O + 2= H₂ + 2OH^-

2Al + 8OH^- + 6H₂O = 2AlO₂^- + 4H₂O + 3H₂ + 6OH^-

2Al + 2OH^- + 2H₂O = 2AlO₂^- + 3H₂,

2Na⁺ 2Na⁺

2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂.

Выше рассмотрены лишь общие закономерности взаимодействия металлов с водой, растворами кислот и щелочей. При анализе поведения металла в той или иной среде необходимо также учитывать его индивидуальные особенности.

Дата добавления: 2013-12-13