A főleg a fizikai kémia területén vizsgált oxidációs-redukciós reakciók azok, amelyekben elektrontranszfer megy végbe. Az a reakcióba lépő faj (atom, ion vagy molekula), amely elveszíti egy vagy több elektronját, oxidálódik. Az elektronokat befogadó vegyi anyagok viszont redukálódnak.
Általában, amikor ezt a típusú reakciót tanulmányozzuk a szervetlen kémia területén, akkor ezt nevezzük egyszerű cserereakció vagy az elmozdulás.
Bármely reakció bekövetkezéséhez bizonyos feltételeknek meg kell felelni. Az egyik az, hogy kell kémiai affinitás a reagensek között, vagyis kölcsönhatásba kell lépniük oly módon, hogy lehetővé tegyék új anyagok képződését.
Redox-reakciók esetén az affinitás azt jelenti, hogy az egyik reagens hajlamos elektronokat nyerni, a másik pedig elektronokat veszíteni. Ez a tendencia megfelel a reakcióképesség az érintett kémiai elemek közül.
Lássuk, hogyan lehet összehasonlítani a fémek reakcióképességét.
Tegyük fel, hogy réz-II-szulfát-oldatot (CuSO4). Ezt az oldatot nem tehetjük alumínium edénybe, mert a következő reakció lép fel:
2 Als + 3 CuSO4 (aq)→ 3 Cus + Al2(CSAK4)3 (aq)
Vegye figyelembe, hogy az alumínium oxidálódott, elveszítve egyenként 3 elektronot, és alumínium kationjává válik:
Als → Al3+(itt) + 3 és-
Ezzel egyidejűleg a rézkation (Cu2+), amely jelen volt az oldatban, alumíniumból kapott elektronokat, és redukálva fémrézzé vált. Minden rézkation két elektront kap:
Szamár2+(itt) + 2 és- → Cus
Ha azonban fordítva lenne, alumínium-szulfát (Al2(CSAK4)3 (aq)), nem lenne probléma réztartályba helyezni, mivel ez a reakció nem fordul elő:
Szamárs + Al2(CSAK4)3 (aq) → nem fordul elő
Ezek a megfigyelt tények azzal magyarázhatók, hogy az alumínium reaktívabb, mint a réz.
A fémek hajlamosak feladni az elektronokat, vagyis oxidálódni. Különböző fémek összehasonlításakor amelyik a legnagyobb mértékben hajlandó adományozni az elektronokat, az a leginkább reakcióképes. Következésképpen a fémek reakcióképessége is társul hozzájuk ionizációs energia, vagyis a minimális energia, amely ahhoz szükséges, hogy egy elektron az alapállapotban lévő gáznemű atomból eltávoluljon.
Ennek alapján a fém reaktivitási sor vagy elektrolitikus feszültségek sora, lásd lent:
A leginkább reaktív fém olyan ionos anyagokkal reagál, amelyek kationjai kevésbé reaktívak. Más szavakkal, a bal oldali fém reagál a jobb oldali ionok által alkotott anyaggal. Az ellenkezője nem történik meg.
A megadott példára emlékezve a reaktivitási sorban lásd, hogy az alumínium (Al) a réz (Cu) bal oldalán található. Ezért az alumínium reagál a rézkationok által képzett oldattal; de a réz nem reagál alumínium kationok által képzett oldattal.
Vegye figyelembe, hogy a leginkább reaktív fém a lítium (Li), a legkevésbé az arany (Au).
Ez az egyik oka annak, hogy az arany olyan értékes, mert ha nem reagál, akkor sokáig érintetlen marad. Ez látható az aranybevonatú egyiptomi szarkofágokon és a legtávolabbi ókorig nyúló szobrokon. Ezt akkor is szemléltetjük, amikor összehasonlítjuk a tiszta arany ékszerek tartósságát az aranynál reaktívabb más fémekből készült ékszerekkel.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm
