تفاعل المعادن مع الماء والقواعد. المعادن بالماء والقواعد

كما هو موضح في النص "ترتيب تفاعل المعادن"، من أجل حدوث أي تفاعل ، من الضروري تلبية شروط معينة ، مثل الاتصال بالكواشف ووجود تقارب كيميائي بينهم ، مما يعني أنه يجب عليهم التفاعل من أجل تمكين تكوين مواد جديدة.

عندما نضع المعادن لتتفاعل مع الأحماض ، فإن الغالبية العظمى لديها هذا التقارب الكيميائي وتتفاعل. ومع ذلك ، لا يحدث الشيء نفسه عند التعامل مع القواعد والمياه.

تذكر أنه وفقًا لتعريف أرهينيوس ، القاعدة هي أي مادة تطلق هيدروكسيل أوه في محلول مائي باعتباره الأنيون الوحيد^-.

المعادن الوحيدة التي تتفاعل مع القواعد هي الألومنيوم (Al) والزنك (Zn) والرصاص (Pb) والقصدير (Sn).

لاحظ أدناه التفاعل بين قاعدة هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) مع الألومنيوم والزنك ، على التوالي:

2 آل_(س) + 2 هيدروكسيد الصوديوم_(هنا) + ح₂O → 2 NaAlO_{2 (aq)} + 3 ح_{2 (ز)}
ملح غاز الهيدروجين المعدني الأساسي
ألومينات الصوديوم

Zn_(س) + 2 هيدروكسيد الصوديوم_(هنا)  → 2 بوصة₂ZnO_{2 (aq)} + ح_{2 (ز)}
ملح غاز الهيدروجين المعدني الأساسي
زنك الصوديوم

لاحظ أنه في كلتا الحالتين كانت المنتجات المتكونة عبارة عن ملح وغاز هيدروجين. لذلك، عندما تتفاعل المعادن المذكورة مع قاعدة قوية ، فإن المنتجات ستكون دائمًا أملاحًا غير عادية وغاز الهيدروجين.

المعادن التي تتفاعل مع الماء هي الفلزات القلوية (عناصر من الأسرة 1 أو IA - Li و Na و K و Rb و Cs و Fr) ، معادن الأرض القلوية (عناصر من الأسرة 2 أو II A - Ca ، Sr ، Ba ، Ra) ، المغنيسيوم (Mg) ، الحديد (Fe) والزنك (زن).

الفلزات القلوية ، على وجه الخصوص ، شديدة التفاعل ، سواء مع الماء أو حتى مع وجود الأكسجين في الهواء. لذلك ، عادة ما يتم تخزينها مغمورة في الكيروسين.

هذا لأن لديهم ميلًا كبيرًا لفقدان الإلكترونات ، والأكسدة والعمل كعوامل اختزال قوية.

عند ملامستها للماء ، تشكل جميع الفلزات الأرضية القلوية والقلوية قاعدة وغاز الهيدروجين كمنتجات.

على سبيل المثال ، ينتج عن التفاعل بين الصوديوم والماء هيدروكسيد الصوديوم وغاز الهيدروجين ، كما هو موضح في المعادلة أدناه:

2 بوصة_(س) + 2 ح₂ا₍₁₎→ 2 هيدروكسيد الصوديوم_(هنا) + ح_{2 (ز)}

عندما نضع الصوديوم في الماء ، سيحدث تفاعل عنيف ، إذا وضعنا مؤشر الفينول فثالين الحمضي القاعدي ، سنرى ظهور اللون الوردي ، مما يدل على وجوده من القاعدة. علاوة على ذلك ، كلما زادت كمية الصوديوم الموضوعة ، زاد التفاعل المرئي ، لأن الهيدروجين الذي يطلق الاحتراق عندما يتلامس مع الأكسجين الموجود في الهواء.

تفاعل عنيف بين الصوديوم والماء يكسر وعاء زجاجي *

تزداد هذه الفعالية مع زيادة فترات الفلزات القلوية ، أي أنها تنمو في هذا الاتجاه:

Li

يتفاعل الليثيوم مع الماء بشكل أبطأ من تفاعل المعادن القلوية الأخرى. تفاعل البوتاسيوم (K) مع الماء قوي بالفعل بما يكفي لإشعال الهيدروجين (على النار) ، حتى مع وجود كميات صغيرة من المواد المتفاعلة. مع الروبيديوم والسيزيوم ، يكون هذا التفاعل على نطاق صغير شديد الانفجار بالفعل ، ولأن هذه المعادن أكثر كثافة من الماء ، يحدث التفاعل تحت سطحه.

انظر الآن إلى مثال على تفاعل بين الكالسيوم ومعدن قلوي أرضي والماء:

هنا_(س) + 2 ح₂ا₍₁₎→ Ca (أوه)_{2 (aq)} + ح_{2 (ز)}

في حالة المعادن الأخرى (المغنيسيوم والحديد والزنك) ، يحدث التفاعل فقط تحت التسخين والمنتجات المتكونة في التفاعل مع الماء هي أكاسيد وغاز الهيدروجين:

ملغ_(س) + ح₂ا_{(الخامس)}→ أهداب الشوق_(س) + ح_{2 (ز)}
3 Fe_(س) + 4 ح₂ا_{(الخامس)}→ Fe₃ا_{4 (ق)} + 4 ح_{2 (ز)}
Zn_(س) + ح₂ا_{(الخامس)}→ ZnO_(س) + ح_{2 (ز)}

* مؤلف الصورة: تافورومان

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm