Metālu reaktivitāte ar ūdeni un bāzēm. Metāli ar ūdeni un bāzēm

Kā paskaidrots tekstā “Metāla reaktivitātes secība”, Lai notiktu jebkura reakcija, ir jāievēro noteikti nosacījumi, piemēram, kontakts ar reaģentiem un reakcija ķīmiskā afinitāte starp tiem, kas nozīmē, ka tiem jāsadarbojas, lai varētu veidot jaunas vielas.

Kad mēs metālus reaģējam ar skābēm, lielākajai daļai cilvēku ir šāda ķīmiskā afinitāte un reakcija. Tomēr tas pats nenotiek, ja tos reaģē ar bāzēm un ūdeni.

Atceroties, ka saskaņā ar Arrhenius definīciju bāze ir jebkura viela, kas ūdens šķīdumā atbrīvo hidroksilOH kā vienīgo anjonu^-.

Vienīgie metāli, kas reaģē ar bāzēm, ir alumīnijs (Al), cinks (Zn), svins (Pb) un alva (Sn).

Zemāk ņemiet vērā reakciju starp attiecīgi nātrija hidroksīda bāzes (NaOH) ar alumīniju un cinku:

2 Al_s) + 2 NaOH_(šeit) + H₂O → 2 NaAlO_{2 (aq)} + 3 H_{2. punkta g) apakšpunkts}
parastā metāla sāls ūdeņraža gāze
nātrija alumināts

Zn_s) + 2 NaOH_(šeit)  → 2 collas₂ZnO_{2 (aq)} + H_{2. punkta g) apakšpunkts}
parastā metāla sāls ūdeņraža gāze
nātrija cinkāts

Ņemiet vērā, ka abos gadījumos veidojušies produkti bija sāls un ūdeņraža gāze. Tāpēc

kad minētie metāli reaģē ar stipru bāzi, produkti vienmēr būs neparasti sāļi un ūdeņraža gāze.

Metāli, kas reaģē ar ūdeni, ir sārmu metāli (1. vai IA grupas elementi - Li, Na, K, Rb, Cs un Fr), sārmu zemes metāli (2. vai II ģimenes A elementi - Ca, Sr, Ba un Ra), magnijs (Mg), dzelzs (Fe) un cinks (Zn).

Jo īpaši sārmu metāli ir ārkārtīgi reaģējoši gan ar ūdeni, gan pat ar skābekli gaisā. Tāpēc tos parasti uzglabā iegremdējot petrolejā.

Tas ir tāpēc, ka viņiem ir liela tieksme zaudēt elektronus, oksidēties un darboties kā spēcīgi reducētāji.

Saskaroties ar ūdeni, visi sārmu un sārmu zemes metāli kā produkti veido bāzi un ūdeņraža gāzi.

Piemēram, reakcijā starp nātriju un ūdeni rodas nātrija hidroksīds un ūdeņraža gāze, kā parādīts zemāk esošajā vienādojumā:

2 collas_s) + 2 H₂O₍₁₎→ 2 NaOH_(šeit) + H_{2. punkta g) apakšpunkts}

Kad mēs nātriju nonākam saskarē ar ūdeni, notiks vardarbīga reakcija, kas, ja mēs to ievietosim skābes bāzes fenolftaleīna indikators, mēs redzēsim rozā krāsas izskatu, kas apliecina klātbūtni no pamatnes. Turklāt, jo lielāks ievietotā nātrija daudzums, jo lielāka būs vizualizētā reakcija, jo izdalītais ūdeņradis sadeg, saskaroties ar gaisā esošo skābekli.

Spēcīga reakcija starp nātriju un ūdeni pārtrauc stikla trauku *

Šī reaktivitāte palielinās, palielinoties sārmu metālu periodiem, tas ir, šajā virzienā:

Li

Litijs ar ūdeni reaģē lēnāk nekā citi sārmu metāli. Kālija (K) reakcija ar ūdeni jau ir pietiekami spēcīga, lai aizdedzinātu ūdeņradi (uz uguns) pat ar nelielu daudzumu reaģentu. Izmantojot rubīdiju un cēziju, šī nelielā reakcija jau ir bīstami sprādzienbīstama, un, tā kā šie metāli ir blīvāki par ūdeni, reakcija notiek zem tā virsmas.

Tagad aplūkojiet reakcijas piemēru starp kalciju, sārma metālu un ūdeni:

Šeit_s) + 2 H₂O₍₁₎→ Ca (OH)_{2 (aq)} + H_{2. punkta g) apakšpunkts}

Citu metālu (magnija, dzelzs un cinka) gadījumā reakcija notiek tikai karsējot, un produkti, kas veidojas reakcijā ar ūdeni, ir oksīdi un gāzes ūdeņradis:

mg_s) + H₂O_v)→ MgO_s) + H_{2. punkta g) apakšpunkts}
3 Fe_s) + 4 H₂O_v)→ Fe₃O_{4 (s)} + 4 H_{2. punkta g) apakšpunkts}
Zn_s) + H₂O_v)→ ZnO_s) + H_{2. punkta g) apakšpunkts}

* Attēla autors: Tavoromann

Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm