De oxidatie-reductiereacties die voornamelijk in de fysische chemie worden bestudeerd, zijn die waarbij elektronenoverdracht plaatsvindt. De reagerende soort (atoom, ion of molecuul) die een of meer elektronen verliest, is degene die oxidatie ondergaat. De chemische soort die elektronen ontvangt, wordt daarentegen verminderd.
Over het algemeen, wanneer dit type reactie wordt bestudeerd in de anorganische chemie, wordt het genoemd: eenvoudige uitwisselingsreactie of van verplaatsing.
Om een reactie te laten plaatsvinden, moet aan bepaalde voorwaarden worden voldaan. Een daarvan is dat er moet zijn chemische affiniteit tussen de reagentia, dat wil zeggen dat ze zodanig moeten interageren dat de vorming van nieuwe stoffen mogelijk is.
In het geval van redoxreacties betekent affiniteit dat een van de reactanten de neiging heeft om elektronen te winnen en de andere de neiging heeft om elektronen te verliezen. Deze trend komt overeen met: reactiviteit van de betrokken chemische elementen.
Laten we eens kijken hoe het mogelijk is om de reactiviteit tussen metalen te vergelijken.
Stel dat we een oplossing van koper II-sulfaat (CuSO .) willen opslaan4). We zouden deze oplossing onmogelijk in een aluminium container kunnen plaatsen, omdat de volgende reactie zou optreden:
2 Al(en) + 3 CuSO4(aq)→ 3 Cu(en) + Ali2(ENKEL EN ALLEEN4)3(aq)
Merk op dat aluminium is geoxideerd, waarbij elk 3 elektronen is verloren en aluminiumkation wordt:
Al(en) → Al3+(hier) + 3 en-
Tegelijkertijd wordt het koperkation (Cu2+) dat in de oplossing aanwezig was, ontving elektronen van aluminium en werd gereduceerd, waardoor het metallisch koper werd. Elk koperkation ontvangt twee elektronen:
kont2+(hier) + 2 en- → Cu(en)
Als het echter andersom was en we een oplossing van aluminiumsulfaat (Al2(ENKEL EN ALLEEN4)3(aq)), zou het geen probleem zijn om het in een koperen container te doen, omdat deze reactie niet zou optreden:
kont(en) + Ali2(ENKEL EN ALLEEN4)3(aq) → komt niet voor
Deze waargenomen feiten kunnen worden verklaard door het feit dat: aluminium is reactiever dan koper.
Metalen hebben de neiging om elektronen af te staan, dat wil zeggen te oxideren. Bij het vergelijken van verschillende metalen, degene met de grootste neiging om elektronen te doneren is het meest reactief. Bijgevolg wordt de reactiviteit van metalen ook geassocieerd met hun ionisatieenergie, dat wil zeggen, de minimale energie die nodig is om een elektron in zijn grondtoestand uit het gasvormige atoom te verwijderen.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Op basis hiervan is de wachtrij voor metalen reactiviteit of rij elektrolytische spanningen, hieronder weergegeven:
Het meest reactieve metaal reageert met ionische stoffen waarvan de kationen minder reactief zijn. Met andere woorden, het metaal aan de linkerkant reageert met de stof gevormd door ionen aan de rechterkant. Het tegenovergestelde gebeurt niet.
Denkend aan het gegeven voorbeeld, zie in de reactiviteitsrij dat aluminium (Al) zich links van koper (Cu) bevindt. Daarom reageert aluminium met de oplossing gevormd door koperkationen; maar koper reageert niet met een oplossing gevormd door aluminiumkationen.
Merk op dat het meest reactieve metaal lithium (Li) is en het minst reactieve goud (Au).
Dit is een van de redenen waarom goud zo waardevol is, want als het niet reageert, blijft het lang intact. Dit is te zien aan de met goud beklede Egyptische sarcofagen en sculpturen die dateren uit de meest verre oudheid. We zien dit ook wanneer we de duurzaamheid van een puur gouden sieraad vergelijken met sieraden gemaakt van andere metalen die reactiever zijn dan goud.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Orde van reactiviteit van metalen"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. Betreden op 28 juni 2021.
