כמוסבר בטקסט “סדר תגובתיות מתכתית", כדי שתתרחש כל תגובה, יש צורך לעמוד בתנאים מסוימים, כגון יצירת קשר עם ריאגנטים וקיימת זיקה כימית ביניהם, מה שאומר שעליהם לקיים אינטראקציה על מנת לאפשר יצירת חומרים חדשים.
כאשר אנו מכניסים מתכות לתגובה עם חומצות, לרוב המוחלט יש זיקה כימית זו ומגיבים. עם זאת, הדבר לא קורה כאשר מעמידים תגובה עם בסיסים ועם מים.
כזכור, על פי הגדרתו של ארניוס, בסיס הוא כל חומר שבתמיסה מימית משחרר את ההידרוקסיל OH כאיון היחיד-.
המתכות היחידות המגיבות עם בסיסים הן אלומיניום (Al), אבץ (Zn), עופרת (Pb) ופח (Sn).
שים לב להלן התגובה בין בסיס נתרן הידרוקסיד (NaOH) עם אלומיניום ואבץ, בהתאמה:
2 אל(ים) + 2 NaOH(פה) + H2O → 2 NaAlO2 (aq) + 3 ח '2 (גרם)
מלח מתכת בסיס גז מימן
נתרן אלומיניאט
Zn(ים) + 2 NaOH(פה) → 2 ב2ZnO2 (aq) + H2 (גרם)
מלח מתכת בסיס גז מימן
אבץ נתרן
שימו לב שבשני המקרים התוצרים שנוצרו היו מלח וגז מימן. לָכֵן, כאשר המתכות שהוזכרו מגיבות עם בסיס חזק, התוצרים תמיד יהיו מלחים יוצאי דופן וגז מימן.
המתכות המגיבות עם מים הן המתכות האלקליות (יסודות ממשפחה 1 או IA - Li, Na, K, Rb, Cs ו- Fr), מתכות אדמת אלקליין (יסודות ממשפחה 2 או II A - Ca, Sr, Ba ו- Ra), מגנזיום (Mg), ברזל (Fe) ואבץ (זן).
במיוחד מתכות אלקליות הן תגובתיות ביותר, הן עם מים ואפילו עם חמצן באוויר. לכן, הם מאוחסנים בדרך כלל שקועים בנפט.
הסיבה לכך היא שיש להם נטייה רבה לאבד אלקטרונים, להתחמצן ולפעול כסוכני צמצום חזקים.
במגע עם מים, כל מתכות האדמה האלקליות והאלקליין יוצרות בסיס וגז מימן כמוצרים.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
לדוגמא, התגובה בין נתרן למים מייצרת נתרן הידרוקסיד וגז מימן, כפי שמוצג במשוואה להלן:
2 ב(ים) + 2 H2או(1)→ 2 NaOH(פה) + H2 (גרם)
כאשר אנו מכניסים נתרן למים, תתרחש תגובה אלימה שאם נשים את ה אינדיקטור פנולפטהאלין על בסיס חומצה, נראה את המראה של צבע ורוד, המעיד על הנוכחות מהבסיס. יתר על כן, ככל שכמות הנתרן המונחת גדולה יותר, תגובת הדמייה תהיה גדולה יותר מכיוון שהמימן המשתחרר נשרף כאשר הוא בא במגע עם החמצן הקיים באוויר.
תגובה אלימה בין נתרן למים שוברת מיכל זכוכית *
תגובתיות זו גוברת ככל שתקופות המתכות האלקליות גדלות, כלומר היא צומחת בכיוון זה:
Li
ליתיום מגיב לאט יותר עם מים מאשר מתכות אלקליות אחרות. התגובה של אשלגן (K) עם מים כבר חזקה מספיק כדי להצית מימן (על האש), אפילו עם כמויות קטנות של מגיבים. עם רובידיום וצזיום, התגובה הקטנה הזו כבר נפיצה בצורה מסוכנת, ומכיוון שמתכות אלה צפופות יותר ממים, התגובה מתרחשת מתחת לפני השטח שלה.
כעת בדוק דוגמה לתגובה בין סידן, מתכת אדמה אלקליין ומים:
פה(ים) + 2 H2או(1)→ Ca (OH)2 (aq) + H2 (גרם)
במקרה של מתכות אחרות (מגנזיום, ברזל ואבץ), התגובה מתרחשת רק בחימום והמוצרים שנוצרו בתגובה עם מים הם תחמוצות וגז מימן:
מ"ג(ים) + H2או(v)→ MgO(ים) + H2 (גרם)
3 Fe(ים) + 4 H2או(v)→ Fe3או4 (ים) + 4 H2 (גרם)
Zn(ים) + H2או(v)→ ZnO(ים) + H2 (גרם)
* מחבר התמונה: תבורומן
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "תגובתיות של מתכות עם מים ובסיסים"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
