Comme expliqué dans le texte "Ordre de réactivité des métaux”, pour qu'une réaction se produise, il est nécessaire de satisfaire à certaines conditions, telles que la mise en contact des réactifs et le fait d'avoir affinité chimique entre eux, ce qui signifie qu'ils doivent interagir pour permettre la formation de nouvelles substances.
Lorsque nous mettons des métaux à réagir avec des acides, la grande majorité ont cette affinité chimique et réagissent. Cependant, il n'en est pas de même lorsqu'il est mis à réagir avec des bases et avec de l'eau.
Rappelant que, selon la définition d'Arrhenius, une base est toute substance qui, en solution aqueuse, libère l'hydroxyle OH sous la forme d'un seul anion-.
Les seuls métaux qui réagissent avec les bases sont l'aluminium (Al), le zinc (Zn), le plomb (Pb) et l'étain (Sn).
Notez ci-dessous la réaction entre la base d'hydroxyde de sodium (NaOH) avec l'aluminium et le zinc, respectivement :
2 Al(s) + 2 NaOH(ici) + H2O → 2 NaAlO2(aq) + 3H2(g)
sel de métal de base hydrogène gazeux
aluminate de sodium
Zn(s) + 2 NaOH(ici) → 2 dans2ZnO2(aq) + H2(g)
sel de métal de base hydrogène gazeux
zincate de sodium
A noter que dans les deux cas, les produits formés étaient un sel et de l'hydrogène gazeux. Par conséquent, lorsque les métaux mentionnés réagissent avec une base forte, les produits seront toujours des sels inhabituels et de l'hydrogène gazeux.
Les métaux qui réagissent avec l'eau sont les métaux alcalins (éléments de la famille 1 ou IA - Li, Na, K, Rb, Cs et Fr), les métaux alcalino-terreux (éléments de la famille 2 ou II A - Ca, Sr, Ba et Ra), magnésium (Mg), fer (Fe) et zinc (Zn).
Les métaux alcalins, en particulier, sont extrêmement réactifs, à la fois avec l'eau et même avec l'oxygène de l'air. Par conséquent, ils sont généralement stockés immergés dans du kérosène.
En effet, ils ont une grande tendance à perdre des électrons, à s'oxyder et à agir comme des agents réducteurs puissants.
Au contact de l'eau, tous les métaux alcalins et alcalino-terreux forment une base et de l'hydrogène gazeux comme produits.
Par exemple, la réaction entre le sodium et l'eau produit de l'hydroxyde de sodium et de l'hydrogène gazeux, comme le montre l'équation ci-dessous :
2 dans(s) + 2H2O(1)→2 NaOH(ici) + H2(g)
Lorsque l'on met du sodium en contact avec de l'eau, il se produit une réaction violente qui, si l'on met le indicateur acido-basique de phénolphtaléine, on verra l'apparition d'une couleur rose, témoignant de la présence de la base. De plus, plus la quantité de sodium mis en place est importante, plus la réaction visualisée sera importante, car l'hydrogène libéré s'enflamme au contact de l'oxygène présent dans l'air.
Une réaction violente entre le sodium et l'eau brise le récipient en verre*
Cette réactivité augmente au fur et à mesure que les périodes des métaux alcalins augmentent, c'est-à-dire qu'elle croît dans cette direction :
Li < Na < K < Rb < Cs
Le lithium réagit plus lentement avec l'eau que les autres métaux alcalins. La réaction du potassium (K) avec l'eau est déjà assez forte pour enflammer l'hydrogène (en feu), même avec de petites quantités de réactifs. Avec le rubidium et le césium, cette réaction à petite échelle est déjà dangereusement explosive, et parce que ces métaux sont plus denses que l'eau, la réaction a lieu sous sa surface.
Regardons maintenant un exemple de réaction entre le calcium, un métal alcalino-terreux, et l'eau :
Ici(s) + 2H2O(1)→ Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Dans le cas d'autres métaux (magnésium, fer et zinc), la réaction ne se produit que sous chauffage et les produits formés lors de la réaction avec l'eau sont des oxydes et de l'hydrogène gazeux :
mg(s) + H2O(v)→ MgO(s) + H2(g)
3 Fe(s) + 4H2O(v)→ Fe3O4(s) + 4H2(g)
Zn(s) + H2O(v)→ ZnO(s) + H2(g)
*Auteur de l'image: Tavoromann
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm