Amint azt a szövegFém reaktivitási sorrend”Bármely reakció bekövetkezéséhez meg kell felelni bizonyos feltételeknek, például a reagensekkel való érintkezéshez és a kémiai affinitás közöttük, ami azt jelenti, hogy kölcsönhatásba kell lépniük az új anyagok képződésének lehetővé tétele érdekében.
Amikor a fémeket savakkal reagáltatjuk, a túlnyomó többségnek ez a kémiai affinitása van és reagál. Ugyanez nem történik meg, ha bázisokkal és vízzel reagálnak.
Emlékeztetve arra, hogy Arrhenius definíciója szerint a bázis minden olyan anyag, amely vizes oldatban egyedüli anionként szabadítja fel a hidroxil-OH-t-.
Az egyetlen fém, amely reagál a bázisokkal, az alumínium (Al), a cink (Zn), az ólom (Pb) és az ón (Sn).
Megjegyezzük az alábbiakban a nátrium-hidroxid-bázis (NaOH) alumíniummal és cinkkel való reakcióját:
2 Als + 2 NaOH(itt) + H2O → 2 NaAlO2 (aq) + 3 H2. g)
nemesfémsó hidrogéngáz
nátrium-aluminát
Zns + 2 NaOH(itt) → 2 In2ZnO2 (aq) + H2. g)
nemesfémsó hidrogéngáz
nátrium-cinkát
Vegye figyelembe, hogy mindkét esetben a képződött termék só- és hidrogéngáz volt. Ebből kifolyólag,
amikor az említett fémek erős bázissal reagálnak, a termékek mindig szokatlan sók és hidrogéngázok lesznek.A vízzel reakcióba lépő fémek az alkálifémek (az 1. vagy IA család elemei - Li, Na, K, Rb, Cs és Fr), alkáliföldfémek (a 2. vagy II. család elemei - Ca, Sr, Ba és Ra), magnézium (Mg), vas (Fe) és cink (Zn).
Különösen az alkálifémek rendkívül reaktívak, mind a vízzel, mind a levegőben lévő oxigénnel együtt. Ezért általában petróleumba merülve tárolják őket.
Ez azért van, mert nagy a hajlamuk az elektronok elvesztésére, oxidálódásra és erős redukálószerként hatnak.
Vízzel érintkezve minden alkáli- és alkáliföldfém termékként bázist és hidrogéngázt képez.
Például a nátrium és a víz reakciója nátrium-hidroxidot és hidrogéngázt eredményez, amint azt az alábbi egyenlet mutatja:
2 Ins + 2 H2O(1)→ 2 NaOH(itt) + H2. g)
Amikor a nátriumot vízzel érintkeztetjük, heves reakció lép fel, amely, ha a sav-bázis fenolftalein indikátor, rózsaszínű színt fogunk látni, ami a jelenlétét bizonyítja a bázistól. Továbbá, minél nagyobb a nátrium mennyisége, annál nagyobb a megjelenített reakció, mert a felszabadult hidrogén ég, amikor érintkezik a levegőben lévő oxigénnel.
A nátrium és a víz közötti erőszakos reakció megtöri az üvegtartályt *
Ez a reaktivitás növekszik az alkálifémek periódusainak növekedésével, vagyis ebben az irányban növekszik:
Li
A lítium lassabban reagál a vízzel, mint más alkálifémek. A kálium (K) reakciója vízzel már elég erős ahhoz, hogy kis mennyiségű reagenssel is meggyulladjon a hidrogén (tűzben). A rubídiummal és a céziummal ez a kis léptékű reakció már veszélyesen robbanásveszélyes, és mivel ezek a fémek sűrűbbek, mint a víz, a reakció a felszíne alatt megy végbe.
Most nézzünk meg egy példát a kalcium, egy alkáliföldfém és a víz reakciójára:
Itts + 2 H2O(1)→ Ca (OH)2 (aq) + H2. g)
Egyéb fémek (magnézium, vas és cink) esetében a reakció csak melegítés közben megy végbe, és a vízzel történő reakcióban képződő termékek oxidok és hidrogéngázok:
mgs + H2Ov.→ MgOs + H2. g)
3 Fes + 4 H2Ov.→ Fe3O4 (s) + 4 H2. g)
Zns + H2Ov.→ ZnOs + H2. g)
* Kép szerzője: Tavoromann
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm