התגובות להפחתת החמצון הנלמדות בעיקר בכימיה פיזיקלית הן אלה בהן מתרחש העברת אלקטרונים. המין המגיב (אטום, יון או מולקולה) שמאבד אחד או יותר אלקטרונים הוא זה שעובר חמצון. המין הכימי שמקבל אלקטרונים, לעומת זאת, מצטמצם.
באופן כללי, כאשר סוג זה של תגובה נלמד בכימיה אנאורגנית, זה נקרא תגובת החלפה פשוטה אוֹ של עקירה.
כדי שתתקיים תגובה כלשהי יש צורך לעמוד בתנאים מסוימים. אחד מהם הוא חייב להיות זיקה כימית בין המגיבים, כלומר עליהם להתקשר באופן שיאפשר יצירת חומרים חדשים.
במקרה של תגובות חיזור, זיקה פירושה שאחד המגיבים נוטה לצבור אלקטרונים והשני נוטה לאבד אלקטרונים. מגמה זו תואמת את תגובתיות של היסודות הכימיים המעורבים.
בואו נראה איך אפשר להשוות את תגובתיות בין מתכות.
נניח שאנו רוצים לאחסן תמיסה של נחושת II סולפט (CuSO4). לא יכולנו להציב את הפתרון הזה במיכל אלומיניום מכיוון שהתגובה הבאה תתרחש:
2 אל(ים) + 3 CuSO4 (aq)→ 3 Cu(ים) + אל2(רק4)3 (aq)
שים לב שאלומיניום התחמצן, איבד 3 אלקטרונים כל אחד והפך לקטיון אלומיניום:
אל(ים) → אל3+(פה) + 3 ו-
במקביל, קטיון הנחושת (Cu2+) שהיה קיים בתמיסה קיבלו אלקטרונים מאלומיניום והופחתו והפכו לנחושת מתכתית. כל קטיון נחושת מקבל שני אלקטרונים:
תַחַת2+(פה) + 2 ו- → Cu(ים)
עם זאת, אם זה היה הפוך ורצינו לאחסן תמיסה של אלומיניום סולפט (אל2(רק4)3 (aq)), לא תהיה בעיה להכניס אותו למיכל נחושת, מכיוון שתגובה זו לא תתרחש:
תַחַת(ים) + אל2(רק4)3 (aq) → לא מתרחש
ניתן להסביר עובדות נצפות אלה בכך ש האלומיניום תגובתי יותר מנחושת.
למתכות יש נטייה לוותר על אלקטרונים, כלומר להתחמצן. כאשר משווים מתכות שונות, זה עם הנטייה הגדולה ביותר לתרום אלקטרונים הוא תגובתי ביותר. כתוצאה מכך, התגובתיות של מתכות קשורה גם להן אנרגיית יינוןכלומר, האנרגיה המינימלית הדרושה להוצאת אלקטרון מהאטום הגזי במצבו הקרקעי.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
על סמך זה, תור תגובתיות מתכתית אוֹ שורת מתחים אלקטרוליטיים, המוצג להלן:
המתכת המגיבה ביותר מגיבה עם חומרים יוניים שהקטיונים שלהם פחות תגובתיים. במילים אחרות, המתכת משמאל מגיבה עם החומר שנוצר על ידי יונים בצד ימין. ההפך לא קורה.
כזכור את הדוגמה שניתנה, ראו בשורת התגובתיות שאלומיניום (Al) נמצא משמאל לנחושת (Cu). לכן, אלומיניום מגיב עם התמיסה שנוצרת על ידי קטיוני נחושת; אך נחושת אינה מגיבה עם תמיסה שנוצרת על ידי קטיונים מאלומיניום.
שים לב שהמתכת המגיבה ביותר היא ליתיום (Li) והפחות תגובתית היא זהב (Au).
זו אחת הסיבות לכך שזהב כל כך חשוב, מכיוון שאם הוא לא מגיב, הוא נשאר שלם לאורך זמן. ניתן לראות זאת בסרקופגים המצריים בציפוי הזהב ובפסלים המתוארכים לעת העתיקה הנידחת ביותר. אנו רואים זאת גם כאשר אנו משווים את עמידותם של תכשיטי זהב טהור לתכשיטים העשויים ממתכות אחרות המגיבות יותר מזהב.
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "סדר תגובתיות של מתכות"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
