Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей

При взаимодействии металла с водой в качестве продукта образуется гидроксид металла. Как известно, гидроксиды имеют кислотный (кислоты), основной (основания) и амфотерный характер.

Гидроксиды конструкционных металлов бериллия, алюминия, цинка, олова и свинца имеют амфотерный характер. Поэтому образующийся при взаимодействии с водой нерастворимый гидроксид металла проявляет свойства кислоты и вступает во взаимодействие с основанием (щелочью) образуя соли, растворимые в воде.

Пример 3. Составить уравнение реакции в случае возможностивзаимодействия цинка с водным раствором гидроксида натрия.

Решение.

1 Zn –2e = Zn²⁺ e ⁰ = –0,74В

1 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^- e⁰ = –0,41В.

Zn + 2H₂O = Zn²⁺ + 2OH^- + H₂

Zn + 2H₂O = Zn(OH)₂ + H₂

Э.Д.С. = (–0,41В) – (–0,74В) = +0,33В. Реакция протекает с образованием нерастворимого в воде гидроксида цинка. Реакция прекращается, так как защитная пленка разделяет реагенты. Практически металл цинк не реагирует с водой. Однако в щелочной (основной) среде амфотерный гидроксид цинка проявляет кислотный характер и взаимодействует с основанием

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄].

Образующаяся соль растворима в воде. Таким образом, защитная пленка разрушается, и металл цинк реагирует с водой.

Суммарная реакция:

Zn + 2H₂O +2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂.

Правильнее говорить, что идет процесс окисления металла водой в щелочной среде:

1 Zn + 4OH^- – 2e = [Zn(OH)₄]^2-

1 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

Zn + 2H₂O + 4OH^- = H₂ + [Zn(OH)₄]^2- + 2OH^-

Zn + 2H₂O + 2NaOH = H₂ + Na₂[Zn(OH)₄].

Дата добавления: 2015-05-26