Galvenokārt fizikālajā ķīmijā pētītas oksidēšanās-reducēšanās reakcijas ir tās, kurās notiek elektronu pārnese. Reaģējošā suga (atoms, jons vai molekula), kas zaudē vienu vai vairākus elektronus, ir tā, kas tiek oksidēta. Savukārt ķīmiskās sugas, kas saņem elektronus, tiek samazinātas.
Parasti, ja šāda veida reakcijas tiek pētītas neorganiskajā ķīmijā, to sauc vienkārša apmaiņas reakcija vai pārvietošanās.
Lai notiktu jebkāda reakcija, ir jāievēro noteikti nosacījumi. Viens no tiem ir tāds, ka tiem jābūt ķīmiskā afinitāte starp reaģentiem, tas ir, tiem mijiedarbojas tādā veidā, lai dotu iespēju veidot jaunas vielas.
Redoksa reakciju gadījumā afinitāte nozīmē, ka viens no reaģentiem mēdz iegūt elektronus, bet otrs - zaudēt elektronus. Šī tendence atbilst reaktivitāte no iesaistītajiem ķīmiskajiem elementiem.
Apskatīsim, kā ir iespējams salīdzināt metālu reaktivitāti.
Pieņemsim, ka mēs vēlamies uzglabāt vara II sulfāta šķīdumu (CuSO4). Mēs, iespējams, nevarējām ievietot šo šķīdumu alumīnija traukā, jo notiks šāda reakcija:
2 Als) + 3 CuSO4 (aq)→ 3 kubs) + Al2(TIKAI4)3 (aq)
Ņemiet vērā, ka alumīnijs ir oksidējies, zaudējot 3 elektronus un kļūstot par alumīnija katjonu:
Als) → Al3+(šeit) + 3 un-
Vienlaikus vara katijons (Cu2+), kas atradās šķīdumā, saņēma alumīnija elektronus un reducējās, kļūstot par metāla varu. Katrs vara katjons saņem divus elektronus:
Ass2+(šeit) + 2 un- → Cus)
Tomēr, ja būtu otrādi un mēs gribētu uzglabāt alumīnija sulfāta šķīdumu (Al2(TIKAI4)3 (aq)), nebūtu problēmu to ievietot vara traukā, jo šāda reakcija nenotiktu:
Asss) + Al2(TIKAI4)3 (aq) → nenotiek
Šos novērotos faktus var izskaidrot ar to, ka alumīnijs ir vairāk reaktīvs nekā varš.
Metāliem ir tendence atteikties no elektroniem, tas ir, oksidēties. Salīdzinot dažādus metālus, reaktīvākais ir tas, kuram ir vislielākā tendence ziedot elektronus. Līdz ar to metālu reaktivitāte ir saistīta arī ar tiem jonizācijas enerģija, tas ir, minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai elektronu noņemtu no gāzveida atoma pamatstāvoklī.
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vēl vairāk;)
Pamatojoties uz to, metāla reaktivitātes rinda vai elektrolītisko spriegumu rinda, parādīts zemāk:
Visreaktīvākais metāls reaģē ar jonu vielām, kuru katjoni ir mazāk reaktīvi. Citiem vārdiem sakot, kreisajā pusē esošais metāls reaģē ar vielu, ko tās labajā pusē veido joni. Pretēji nenotiek.
Atceroties sniegto piemēru, reaktivitātes rindā skatiet, ka alumīnijs (Al) atrodas pa kreisi no vara (Cu). Tāpēc alumīnijs reaģē ar šķīdumu, ko veido vara katijoni; bet varš nereaģē ar šķīdumu, ko veido alumīnija katijoni.
Ņemiet vērā, ka reaktīvākais metāls ir litijs (Li) un vismazāk zelts (Au).
Tas ir viens no iemesliem, kāpēc zelts ir tik vērtīgs, jo, ja tas nereaģē, tas ilgu laiku paliek neskarts. To var redzēt ar zeltu klātajos Ēģiptes sarkofāgos un skulptūrās, kas datētas ar vistālāko senatni. Mēs to redzam arī tad, ja salīdzinām tīra zelta juvelierizstrādājumu izturību ar dārglietām, kas izgatavotas no citiem metāliem, kas ir reaktīvāki nekā zelts.
Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju
Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu skolas vai akadēmiskajā darbā? Skaties:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Metālu reaktivitātes kārtība"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. Piekļuve 2021. gada 28. jūnijam.
