Atomi metala relativno lako odustaju od valentnih elektrona i postaju pozitivno nabijeni joni. Zbog toga su metali redukcioni agensi. Metali reaguju sa jednostavnim supstancama: Ca + C12 - CaC12 Aktivni metali reaguju sa vodom: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. Metali koji stoje u nizu standardnih elektrodnih potencijala do vodonika stupaju u interakciju sa razrijeđenim rastvorima kiselina (osim HN03) sa oslobađanjem vodonika: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. Metali reaguju sa vodenim rastvorima soli manje aktivnih metala: Ni + CuS04 = NiS04 + Cu J. Metali reaguju sa oksidacionim kiselinama: C. Metode za proizvodnju metala Savremena metalurgija proizvodi više od 75 metala i brojne legure na njihovoj osnovi. U zavisnosti od načina dobijanja metala, razlikuju se pirohidro- i elektrometalurgija. GG) Pirometalurgija obuhvata metode dobijanja metala iz ruda primenom redukcionih reakcija koje se izvode na visokim temperaturama. Ugalj, aktivni metali, ugljen monoksid (II), vodonik i metan se koriste kao redukcioni agensi. Cu20 + C - 2Cu + CO, t° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t° Cr203 + 2A1 - 2Cg + A1203, (aluminotermija) t° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (termija magnezija) + t° WH2 W+3H20. (hidrogenotermija) |C Hidrometalurgija je proizvodnja metala iz rastvora njihovih soli. Na primjer, kada se ruda bakra koja sadrži bakrov oksid (I) tretira razrijeđenom sumpornom kiselinom, bakar prelazi u otopinu u obliku sulfata: CuO + H2S04 = CuS04 + H20. Bakar se zatim uklanja iz rastvora ili elektrolizom ili premještanjem pomoću željeznog praha: CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. [h] Elektrometalurgija je metoda za proizvodnju metala iz njihovih rastopljenih oksida ili soli pomoću elektrolize: elektroliza 2NaCl - 2Na + Cl2. Pitanja i zadaci za samostalno rješavanje 1. Navedite položaj metala u periodni sistem D. I. Mendeljejev. 2. Pokažite fizička i hemijska svojstva metala. 3. Objasnite razloge za zajednička svojstva metala. 4. Prikažite promjenu hemijske aktivnosti metala glavnih podgrupa grupa I i II periodnog sistema. 5. Kako se mijenjaju metalna svojstva elemenata II i III perioda? Navedite najvatrostalnije i najtaljivije metale. 7. Navedite koji se metali nalaze u prirodi u prirodnom stanju, a koji se nalaze samo u obliku spojeva. Kako se ovo može objasniti? 8. Kakva je priroda legura? Kako sastav legure utiče na njena svojstva. Pokažite na konkretnim primjerima. Odrediti najvažnijih načina dobijanje metala iz ruda. 10l Navedite vrste pirometalurgije. Koja se redukciona sredstva koriste u svakoj od njih na specifičan način? Zašto? 11. Navedite metale koji se dobijaju hidrometalurgijom. Šta je suština i koje su prednosti ovu metodu pred drugima? 12. Navedite primjere proizvodnje metala primjenom elektrometalurgije. U kom slučaju se koristi ova metoda? 13. Šta su savremenim metodama dobijanje metala visok stepenčistoća? 14. Šta je “potencijal elektrode”? Koji metal ima najveći, a koji najmanji elektrodni potencijal u vodenoj otopini? 15. Opišite niz standardnih elektrodnih potencijala? 16. Da li je moguće istisnuti metalno gvožđe iz vodenog rastvora njegovog sulfata korišćenjem metalnog cinka, nikla i natrijuma? Zašto? 17. Koji je princip rada galvanskih ćelija? Koji metali se mogu koristiti u njima? 18. Koji procesi se klasifikuju kao korozija? Koje vrste korozije poznajete? 19. Kako se zove elektrohemijska korozija? Koje metode zaštite od toga poznajete? 20. Kako njegov kontakt sa drugim metalima utiče na koroziju gvožđa? Koji metal će se prvi uništiti na oštećenoj površini od kalajisanog, pocinkovanog i niklovanog gvožđa? 21. Koji proces se naziva elektroliza? Napišite reakcije koje odražavaju procese koji se odvijaju na katodi i anodi tokom elektrolize rastopljenog natrijum hlorida, vodenih rastvora natrijum hlorida, bakar sulfata, natrijum sulfata, sumporne kiseline. 22. Koju ulogu ima materijal elektrode tokom procesa elektrolize? Navedite primjere procesa elektrolize koji se odvijaju sa rastvorljivim i nerastvorljivim elektrodama. 23. Legura koja se koristi za pripremu bakarnog novčića sadrži 95% bakra. Odredite drugi metal uključen u leguru ako, prilikom obrade novčića od jedne kopejke, postoji višak hlorovodonične kiseline Oslobođeno je 62,2 ml vodonika (n.u.). aluminijum. 24. Uzorak metalnog karbida težine 6 g spaljen je u kisiku. U ovom slučaju nastalo je 2,24 litara ugljičnog monoksida (IV) (br.). Odredite koji je metal uključen u karbid. 25. Pokažite koji će se proizvodi osloboditi prilikom elektrolize vodenog rastvora nikl sulfata ako se proces odvija: a) sa ugljem; b) sa elektrodama od nikla? 26. Tokom elektrolize vodenog rastvora bakar sulfata, na anodi je oslobođeno 2,8 litara gasa (n.e.). Koji je ovo gas? Šta je i u kojoj količini ispušteno na katodi? 27. Nacrtajte dijagram elektrolize vodenog rastvora kalijum nitrata koji teče na elektrodama. Kolika je količina električne energije koja je prošla ako se na anodi oslobodi 280 ml gasa (n.o.)? Šta je i u kojoj količini ispušteno na katodi?
1. Metali reagiraju s nemetalima.
2 Me + n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Alkalni metali, sa izuzetkom litijuma, formiraju perokside:
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2. Metali koji prethode vodoniku reaguju sa kiselinama (osim azotne i sumporne kiseline) i oslobađaju vodonik
Me + HCl → sol + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Aktivni metali reaguju sa vodom i formiraju alkalije i oslobađaju vodonik.
2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + n H 2
Produkt oksidacije metala je njegov hidroksid – Me(OH) n (gdje je n oksidacijsko stanje metala).
Na primjer:
Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
4. Metali srednje aktivnosti reaguju sa vodom kada se zagreju i formiraju metalni oksid i vodonik.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Produkt oksidacije u takvim reakcijama je metalni oksid Me 2 O n (gdje je n oksidacijsko stanje metala).
3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2
5. Metali nakon vodonika ne reaguju sa vodom i rastvorima kiselina (osim koncentracije azota i sumpora)
6. Aktivniji metali istiskuju manje aktivne iz rastvora svojih soli.
CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Aktivni metali - cink i željezo - zamijenili su bakar u sulfatu i formirali soli. Cink i željezo su oksidirani, a bakar reduciran.
7. Halogeni reaguju sa vodom i rastvorom alkalija.
Fluor, za razliku od drugih halogena, oksidira vodu:
2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .
na hladnom: Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O nastaju hlorid i hipohlorit
pri zagrevanju: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O nastaju lorid i hlorat
8 Aktivni halogeni (osim fluora) istiskuju manje aktivne halogene iz rastvora njihovih soli.
9. Halogeni ne reaguju sa kiseonikom.
10. Amfoterni metali (Al, Be, Zn) reaguju sa rastvorima lužina i kiselina.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O
11. Magnezijum reaguje sa ugljen-dioksid i silicijum oksid.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2+2Mg=Si+2MgO
12. Alkalni metali (osim litijuma) formiraju perokside sa kiseonikom.
2Na + O 2 = Na 2 O 2
3. Klasifikacija neorganskih jedinjenja
Jednostavne supstance – supstance čije se molekule sastoje od atoma istog tipa (atomi istog elementa). U hemijskim reakcijama ne mogu se razgraditi u druge supstance.
Kompleksne supstance (ili hemijska jedinjenja) – supstance čije se molekule sastoje od atoma različitih vrsta (atomi različitih hemijskih elemenata). U hemijskim reakcijama se razgrađuju u nekoliko drugih supstanci.
Jednostavne tvari dijele se u dvije velike grupe: metale i nemetale.
Metali – grupa elemenata sa karakterističnim metalnim svojstvima: čvrste materije (sa izuzetkom žive) imaju metalni sjaj, dobri su provodnici toplote i struje, kovani (gvožđe (Fe), bakar (Cu), aluminijum (Al), živa ( Hg), zlato (Au), srebro (Ag) itd.).
Nemetali – grupa elemenata: čvrste, tečne (brom) i gasovite materije koje nemaju metalni sjaj, izolatori su i krhke.
A složene supstance zauzvrat su podijeljeni u četiri grupe, odnosno klase: oksidi, baze, kiseline i soli.
Oksidi - to su složene supstance čiji molekuli uključuju atome kiseonika i neke druge supstance.
Razlozi - to su složene supstance u kojima su atomi metala povezani sa jednom ili više hidroksilnih grupa.
Sa stanovišta teorije elektrolitičke disocijacije, baze su složene supstance, čijom disocijacijom u vodenom rastvoru nastaju metalni kationi (ili NH4+) i hidroksidni anioni OH-.
Kiseline - to su složene tvari čiji molekuli uključuju atome vodika koji se mogu zamijeniti ili zamijeniti atomima metala.
soli - to su složene tvari čiji se molekuli sastoje od atoma metala i kiselih ostataka. Sol je proizvod djelomične ili potpune zamjene atoma vodika u kiselini metalom.
Atomi kiseonika mogu formirati dve vrste molekula: O 2 - kiseonik i O 3 - ozon.
Fenomen postojanja nekoliko jednostavnih supstanci formiranih od atoma jednog hemijskog elementa naziva se alotropija. A jednostavne supstance, formirane od jednog elementa, nazivaju se alotropne modifikacije.
Posljedično, ozon i kisik su alotropske modifikacije elementa kisika.
|
Svojstva |
Kiseonik |
Ozon |
|
Compound Formula |
O2 |
O 3 |
|
Izgled pod normalnim uslovima |
Gas |
Gas |
|
Boja |
Kiseonik u pari je bezbojan. Tečnost je blijedoplava, a čvrsta materija je plava |
Ozonska para je lagana plave boje. Tečnost je plava, a čvrsta materija su tamnoljubičasti kristali. |
|
Miris i ukus |
Bez mirisa i ukusa |
Oštar karakterističan miris (u malim koncentracijama daje zraku svjež miris) |
|
Temperatura topljenja |
219 °C |
192 °C |
|
Temperatura ključanja |
183 °C |
112 °C |
|
Gustina na n. u. |
1,43 g/l |
2,14 g/l |
|
Rastvorljivost |
4 zapremine kiseonika na 100 zapremina vode |
45 zapremina ozona u 100 zapremina vode |
|
Magnetna svojstva |
Tečni i čvrsti kiseonik su paramagnetne supstance, tj. su uvučeni u magnetno polje |
Ima dijamagnetna svojstva, odnosno ne stupa u interakciju sa magnetsko polje |
|
Biološka uloga |
Neophodan za disanje biljaka i životinja (pomiješan sa dušikom ili inertnim plinom). Udisanje čistog kiseonika dovodi do teškog trovanja |
U atmosferi stvara takozvani ozonski omotač, koji štiti biosferu od štetnih efekata ultraljubičasto zračenje. Otrovno |
Hemijska svojstva kiseonika i ozona
Interakcija kiseonika sa metalima
Molekularni kiseonik je prilično jak oksidant. Oksidira gotovo sve metale (osim zlata i platine). Mnogi metali sporo oksidiraju na zraku, ali u atmosferi čistog kisika izgaraju vrlo brzo, formirajući oksid:
Međutim, kada neki metali izgaraju, oni ne stvaraju okside, već perokside (u takvim spojevima oksidacijsko stanje kisika je -1) ili superokside (oksidacijsko stanje atoma kisika je frakcijsko). Primjeri takvih metala su barij, natrijum i kalij:
Interakcija kiseonika sa nemetalima
Kiseonik pokazuje oksidaciono stanje od -2 u jedinjenjima koja se formiraju sa svim nemetalima osim fluora, helijuma, neona i argona. Kada se zagriju, molekule kisika direktno stupaju u interakciju sa svim nemetalima, osim halogenima i inertnim plinovima. U atmosferi kiseonika, fosfor i neki drugi nemetali se spontano zapale:
Kada kisik stupi u interakciju s fluorom, nastaje kisikov fluorid, a ne fluor oksid, budući da atom fluora ima veću elektronegativnost od atoma kisika. Kiseonik fluorid je blijedožuti plin. Koristi se kao veoma jakoksidant i fluorovalentni agens. U ovom spoju, oksidacijsko stanje kisika je +2.
U višku fluora može nastati diokisik difluorid u kojem je oksidacijsko stanje kisika +1. Struktura takve molekule slična je molekuli vodikovog peroksida.
Primjena kisika i ozona. Značenje ozonski sloj
Kiseonik koriste sva aerobna živa bića za disanje. Tokom fotosinteze, biljke oslobađaju kiseonik i apsorbuju ugljen-dioksid.
Molekularni kiseonik se koristi za tzv. intenziviranje, odnosno ubrzavanje oksidativnih procesa u metalurškoj industriji. Kiseonik se takođe koristi za proizvodnju plamena visoke temperature. Kada acetilen (C 2 H 2) gori u kiseoniku, temperatura plamena dostiže 3500 °C. U medicini se kiseonik koristi za olakšavanje disanja pacijenata. Takođe se koristi u aparatima za disanje za ljude koji rade u atmosferama koje teško dišu. Tečni kiseonik se koristi kao oksidator raketnog goriva.
Ozon se u laboratorijskoj praksi koristi kao veoma jak oksidant. U industriji se koristi za dezinfekciju vode, jer ima snažno oksidativno djelovanje koje uništava različite mikroorganizme.
Peroksidi, superoksidi i ozonidi alkalnih metala koriste se za regeneraciju kiseonika u svemirskim letelicama i podmornicama.Ova primena se zasniva na reakciji ovih supstanci sa ugljendioksidom CO2:
U prirodi se ozon nalazi u visokim slojevima atmosfere na visini od oko 20-25 km, u takozvanom ozonskom omotaču, koji štiti Zemlju od oštrog sunčevog zračenja. Smanjenje koncentracije ozona u stratosferi za najmanje 1 može dovesti do teške posledice, takav porast broja onkološke bolesti kože kod ljudi i životinja, povećanje broja bolesti povezanih sa supresijom ljudskog imunološkog sistema, usporavanje rasta kopnenih biljaka, smanjenje stope rasta fitoplanktona itd.
Bez ozonski omotač, život na planeti bi bio nemoguć. U međuvremenu, zagađenje atmosfere raznim industrijskim emisijama dovodi do uništavanja ozonskog omotača. Najviše opasne materije za ozon su freoni (koriste se kao rashladna sredstva u rashladnim mašinama, kao i kao punioci limenki dezodoransa) i otpad od raketnog goriva.
Svetska zajednica je veoma zabrinuta zbog stvaranja rupe u ozonskom omotaču na polovima naše planete, pa je 1987. godine usvojen Montrealski protokol o supstancama koje oštećuju ozonski omotač, koji je ograničio upotrebu supstanci štetnih za ozonski omotač.
Fizička svojstva tvari koje formira element sumpor
Atomi sumpora, kao i kiseonik, mogu formirati različite alotropske modifikacije ( S∞; S 12; S 8; S 6; S 2 i drugi). Na sobnoj temperaturi, sumpor je u oblikuα -sumpor (ili rombični sumpor), koji je žut, krhki kristali, bez mirisa, nerastvorljiv u vodi. Na temperaturama iznad +96 °C dolazi do sporog prijelazaα-sumpor u β -sumpor (ili monoklinski sumpor), koji je gotovo bijele ploče. Ako se rastopljeni sumpor sipa u vodu, tečni sumpor se superhladi i formira se žuto-smeđi plastični sumpor nalik gumi, koji se kasnije ponovo pretvara u a-sumpor. Sumpor ključa na temperaturi od +445 ° C, stvarajući tamno smeđe pare.
Sve modifikacije sumpora su netopive u vodi, ali se prilično dobro otapaju u ugljičnom disulfidu(CS 2) i neka druga nepolarna rastvarača.
Primjena sumpora
Glavni proizvod industrije sumpora je sulfatna kiselina. Njegova proizvodnja čini oko 60% sumpora koji se iskopava. U industriji gume, sumpor se koristi za pretvaranje gume u visokokvalitetni kaučuk, odnosno za vulkanizaciju gume. Sumpor je najvažnija komponenta svake pirotehničke smjese. Na primjer, glave šibica sadrže oko 5%, a namaz na kutiji sadrži oko 20% sumpora po težini. IN poljoprivreda sumpor se koristi za suzbijanje štetočina u vinogradima. U medicini se sumpor koristi u proizvodnji razne masti za lečenje kožnih oboljenja.
HEMIJSKA SVOJSTVA METALA
Prema svojim hemijskim svojstvima metali se dijele na:1 )Aktivan (alkalni i zemnoalkalni metali, Mg, Al, Zn, itd.)
2) Metaliprosječna aktivnost (Fe, Cr, Mn, itd.);
3 )Nisko aktivan (Cu, Ag)
4) Plemeniti metali – Au, Pt, Pd, itd.
U reakcijama postoje samo redukcioni agensi. Atomi metala lako odustaju od elektrona iz vanjskog (i nešto iz vanjskog) elektronskog sloja, pretvarajući se u pozitivne ione. Moguća oksidaciona stanja Me Najniža 0,+1,+2,+3 Najviša +4,+5,+6,+7,+8
1. INTERAKCIJA SA NEMETALIMA
1. SA VODIKOM
Metali grupa IA i IIA reaguju kada se zagreju, osim berilija. Nastaju čvrste nestabilne tvari hidridi, ostali metali ne reagiraju.
2K + H₂ = 2KH (kalijev hidrid)
Ca + H₂ = CaH₂
2. SA KISEONOM
Svi metali reaguju osim zlata i platine. Reakcija sa srebrom se odvija na visokim temperaturama, ali srebro(II) oksid se praktično ne formira, jer je termički nestabilan. Alkalni metali na normalnim uslovima formiraju okside, perokside, superokside (litijum - oksid, natrijum - peroksid, kalijum, cezijum, rubidijum - superoksid
4Li + O2 = 2Li2O (oksid)
2Na + O2 = Na2O2 (peroksid)
K+O2=KO2 (superoksid)
Preostali metali glavnih podgrupa u normalnim uslovima formiraju okside sa oksidacionim stanjem jednakim broju grupe 2Ca+O2=2CaO
2Ca+O2=2CaO
Metali sekundarnih podgrupa u normalnim uslovima formiraju okside, a kada se zagrevaju, okside različitim stepenima oksidacija i željezo željezo Fe3O4 (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)
3Fe + 2O2 = Fe3O4
4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (crveno) 2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (crno);
2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
3. SA HALOGENOM
halogenidi (fluoridi, hloridi, bromidi, jodidi). Alkalne supstance se pale u normalnim uslovima sa F, Cl, Br:
2Na + Cl2 = 2NaCl (hlorid)
Zemnoalkalna i aluminijum reaguju pod normalnim uslovima:
WITHa+Cl2=WITHaCl2
2Al+3Cl2 = 2AlCl3
Metali bočnih podgrupa s povišene temperature
Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂ Zn + Cl₂ = ZnCl₂
2Fe + 3S12 = 2Fe⁺³Cl3 feri hlorid (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3
2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(nema bakar jodida (+2)!)
4. INTERAKCIJA SA SUMPOROM
kada se zagrevaju, čak i sa alkalnim metalima, sa živom u normalnim uslovima. Svi metali reaguju osim zlata i platine
Withsiva – sulfidi: 2K + S = K2S 2Li+S = Li2S (sulfid)
WITHa+S=WITHaS(sulfid) 2Al+3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (crna)
Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S
5. INTERAKCIJA SA FOSFOROM I AZOTOM
javlja se pri zagrevanju (izuzetak: litijum sa azotom u normalnim uslovima):
sa fosforom – fosfidi: 3Ca + 2 P=Ca3P2,
Sa dušikom - nitridi 6Li + N2 = 3Li2N (litijum nitrid) (n.s.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (magnezijum nitrid) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃²
6. INTERAKCIJA SA UGLJENIKOM I SILICIJOM
nastaje kada se zagrije:
Karbidi se formiraju sa ugljenikom, a samo najaktivniji metali reaguju sa ugljenikom. Od alkalnih metala karbidi formiraju litijum i natrijum; kalijum, rubidijum, cezij ne komuniciraju sa ugljikom:
2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2
Metali - d-elementi formiraju spojeve nestehiometrijskog sastava sa ugljikom, kao što su čvrsti rastvori: WC, ZnC, TiC - koriste se za proizvodnju supertvrdih čelika.
sa silicijumom – silicidi: 4Cs + Si = Cs4Si,
7. INTERAKCIJA METALA SA VODOM:
Metali koji dolaze ispred vodonika u seriji elektrohemijskih napona reaguju sa vodom: alkalni i zemnoalkalni metali reagiraju s vodom bez zagrijavanja, stvarajući topljive hidrokside (alkalije) i vodonik, aluminij (nakon razaranja oksidnog filma - amalgacija), magnezij kada se zagrijava, formiraju nerastvorljive baze i vodonik.
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
WITHa + 2HOH = Ca(OH)2 + H2
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Ostali metali reaguju sa vodom samo u vrućem stanju, formirajući okside (gvožđe – gvožđe)
Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂
8 SA KISEONOM I VODOM
Na zraku, željezo i krom se lako oksidiraju u prisustvu vlage (rđanje)
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3
9. INTERAKCIJA METALA SA OKSIDIMA
Metali (Al, Mg, Ca) se redukuju na visoke temperature nemetali ili manje aktivni metali iz njihovih oksida → nemetali ili niskoaktivni metali i oksidi (termija kalcija, termija magnezija, aluminotermija)
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 ZCa + Cr₂O₃ = ZCaO + 2Cr (800 °C) 8Al+3Fe3O4 = 4Al2O3+9Fe (termit) 2Mg + CO2 = 2MgO + C MgO + N2O2 = MgO + N2O2 = MgO + N2O2 = MgO + N2O2 = MgO + N2O2 + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO
10. SA OKSIDIMA
Metali željezo i krom reagiraju s oksidima, smanjujući oksidacijsko stanje
Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe+ Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O
11. INTERAKCIJA METALA SA ALKALIJOM
Reaguju samo oni metali čiji oksidi i hidroksidi reaguju sa alkalijama amfoterna svojstva((Zn, Al, Cr(III), Fe(III) itd. STOPA → sol metala + vodonik).
2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (natrijum cinkat)
2Al + 2(NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
RJEŠENJE → kompleksna metalna sol + vodonik.
2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (natrijum tetrahidroksicinkat) 2Al+2NaOH + 6H2O = 2Na+3H2
12. INTERAKCIJA SA KISELINAMA (OSIM HNO3 i H2SO4 (konc.)
Metali koji se nalaze lijevo od vodonika u elektrohemijskom naponskom nizu metala istiskuju ga iz razrijeđenih kiselina → soli i vodonika
Zapamtite! Dušična kiselina nikada ne oslobađa vodonik u interakciji s metalima.
Mg + 2HC1 = MgCl2 + H2
Al + 2HC1 = Al⁺³Sl₃ + H2
13. REAKCIJE SA SOLJU
Aktivni metali istiskuju manje aktivne metale iz soli. Oporavak od rješenja:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
FeSO4 + Cu =REAKCIJENO
Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 +WITHu
Dobivanje metala iz rastopljenih soli
3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al
TiCl2 + 2Mg = MgCl2 +Ti
Metali grupe B reagiraju sa solima, smanjujući oksidacijsko stanje
2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2
Hemijska svojstva metali: interakcija sa kiseonikom, halogenima, sumporom i odnos prema vodi, kiselinama, solima.
Hemijska svojstva metala određena su sposobnošću njihovih atoma da lako odustaju od elektrona izvana nivo energije, pretvarajući se u pozitivno nabijene jone. Tako se u hemijskim reakcijama metali pokazuju kao energetski redukcioni agensi. Ovo je njihovo glavno zajedničko hemijsko svojstvo.
Sposobnost doniranja elektrona iz pojedinačnih atoma metalnih elemenata drugačije. Što metal lakše odustaje od svojih elektrona, to je aktivniji i snažnije reagira s drugim supstancama. Na osnovu istraživanja, svi metali su raspoređeni po opadajućoj aktivnosti. Ovu seriju je prvi predložio istaknuti naučnik N. N. Beketov. Ovaj niz aktivnosti metala naziva se i niz pomaka metala ili elektrohemijski niz napona metala. izgleda ovako:
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Uz pomoć ove serije možete otkriti koji metal je aktivan u drugom. Ova serija sadrži vodonik, koji nije metal. Njegova vidljiva svojstva uzimaju se za poređenje kao neka vrsta nule.
Imajući svojstva redukcionih sredstava, metali reaguju sa raznim oksidantima, prvenstveno sa nemetalima. Metali reagiraju s kisikom u normalnim uvjetima ili kada se zagrijavaju da tvore okside, na primjer:
2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2
U ovoj reakciji, atomi magnezija se oksidiraju, a atomi kisika reduciraju. Plemeniti metali na kraju serije reaguju sa kiseonikom. Aktivno se javljaju reakcije s halogenima, na primjer, sagorijevanje bakra u kloru:
Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2
Reakcije sa sumporom najčešće se javljaju pri zagrijavanju, na primjer:
Fe0 + S0 = Fe+2S-2
Aktivni metali u nizu aktivnosti metala u Mg reagiraju s vodom i formiraju alkalije i vodik:
2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02
Metali srednje aktivnosti od Al do H2 reagiraju s vodom u težim uvjetima i stvaraju okside i vodonik:
Pb0 + H+2O Hemijska svojstva metala: interakcija sa kiseonikom Pb+2O + H02.
Sposobnost metala da reaguje sa kiselinama i solima u rastvoru takođe zavisi od njegovog položaja u nizu pomeranja metala. Metali u reducirajućem redu metala lijevo od vodonika obično istiskuju (reduciraju) vodonik iz razrijeđenih kiselina, dok ga metali koji se nalaze desno od vodonika ne istiskuju. Dakle, cink i magnezijum reaguju sa rastvorima kiselina, oslobađajući vodonik i formirajući soli, ali bakar ne reaguje.
Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02
Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.
Atomi metala u ovim reakcijama su redukcioni agensi, a vodikovi ioni su oksidanti.
Metali reaguju sa solima vodeni rastvori. Aktivni metali istiskuju manje aktivne metale iz sastava soli. Ovo se može odrediti nizom aktivnosti metala. Produkti reakcije su nova sol i novi metal. Dakle, ako je željezna ploča uronjena u otopinu bakrovog (II) sulfata, nakon nekog vremena na njoj će se osloboditi bakar u obliku crvenog premaza:
Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.
Ali ako se srebrna ploča uroni u otopinu bakar (II) sulfata, tada neće doći do reakcije:
Ag + CuSO4 ≠ .
Za izvođenje takvih reakcija ne možete koristiti metale koji su previše aktivni (od litija do natrija) koji mogu reagirati s vodom.
Stoga su metali sposobni reagirati s nemetalima, vodom, kiselinama i solima. U svim ovim slučajevima metali su oksidirani i redukcijski su agensi. Za predviđanje struje hemijske reakcije uz učešće metala, treba koristiti niz pomaka metala.