Реактивност на металите с вода и основи. Метали с вода и основи

Както е обяснено в текста „Ред на метална реактивност”, За да възникне някаква реакция, е необходимо да се изпълнят определени условия, като свързване с реагентите и наличие химичен афинитет между тях, което означава, че те трябва да си взаимодействат, за да се даде възможност за образуването на нови вещества.

Когато поставяме металите да реагират с киселини, огромното мнозинство има този химичен афинитет и реагира. Същото обаче не се случва, когато се постави да реагира с основи и с вода.

Като се помни, че според дефиницията на Арениус основа е всяко вещество, което във воден разтвор освобождава хидроксил ОН като единствен анион^-.

Единствените метали, които реагират с основите, са алуминий (Al), цинк (Zn), олово (Pb) и калай (Sn).

Забележете по-долу реакцията между основа на натриев хидроксид (NaOH) с алуминий и цинк, съответно:

2 Ал_(с) + 2 NaOH_(тук) + Н₂O → 2 NaAlO_{2 (aq)} + 3 Н_{2 (g)}
неблагороден метал сол водороден газ
натриев алуминат

Zn_(с) + 2 NaOH_(тук)  → 2 In₂ZnO_{2 (aq)} + Н_{2 (g)}
неблагороден метал сол водороден газ
натриев цинкат

Имайте предвид, че и в двата случая образуваните продукти са газ от сол и водород. Следователно, когато споменатите метали реагират със силна основа, продуктите винаги ще бъдат необичайни соли и водороден газ.

Металите, които реагират с вода, са алкалните метали (елементи от фамилия 1 или IA - Li, Na, K, Rb, Cs и Fr), алкалоземни метали (елементи от семейство 2 или II A - Ca, Sr, Ba и Ra), магнезий (Mg), желязо (Fe) и цинк (Zn).

По-специално алкалните метали са изключително реактивни както с вода, така и с кислород във въздуха. Поради това те обикновено се съхраняват потопени в керосин.

Това е така, защото те имат голяма тенденция да губят електрони, да се окисляват и да действат като силни редуциращи агенти.

В контакт с вода, всички алкални и алкалоземни метали образуват основа и водороден газ като продукти.

Например, реакцията между натрий и вода води до натриев хидроксид и водород, както е показано в уравнението по-долу:

2 инча_(с) + 2 Н₂О₍₁₎→ 2 NaOH_(тук) + Н_{2 (g)}

Когато поставим натрий в контакт с вода, ще се получи бурна реакция, която, ако поставим киселинно-алкален фенолфталеинов индикатор, ще видим появата на розов цвят, доказващ присъствието от основата. Освен това, колкото по-голямо е количеството натрий, толкова по-голяма ще бъде визуализираната реакция, тъй като водородът, който се отделя, изгаря, когато влезе в контакт с кислорода, присъстващ във въздуха.

Бурна реакция между натрий и вода счупва стъклен съд *

Тази реактивност се увеличава с увеличаване на периодите на алкалните метали, т.е. нараства в тази посока:

Li

Литият реагира по-бавно с вода от другите алкални метали. Реакцията на калий (К) с вода вече е достатъчно силна, за да възпламени водорода (в огън), дори с малки количества реактиви. С рубидий и цезий тази малка мащабна реакция вече е опасно експлозивна и тъй като тези метали са по-плътни от водата, реакцията протича под нейната повърхност.

Сега вижте пример за реакция между калций, алкалноземен метал и вода:

Тук_(с) + 2 Н₂О₍₁₎→ Ca (OH)_{2 (aq)} + Н_{2 (g)}

В случай на други метали (магнезий, желязо и цинк), реакцията протича само при нагряване и продуктите, образувани в реакцията с вода, са оксиди и водороден газ:

mg_(с) + Н₂О_(v)→ MgO_(с) + Н_{2 (g)}
3 Fe_(с) + 4 Н₂О_(v)→ Fe₃О_{4 (и)} + 4 Н_{2 (g)}
Zn_(с) + Н₂О_(v)→ ZnO_(с) + Н_{2 (g)}

* Автор на изображението: Тавороман

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm