Metallers reaktivitet med vatten och baser. Metaller med vatten och baser

Som förklaras i texten “Metallreaktivitetsordning”, För att varje reaktion ska inträffa, är det nödvändigt att uppfylla vissa villkor, såsom att kontakta reagensen och ha kemisk affinitet mellan dem, vilket innebär att de måste interagera för att möjliggöra bildandet av nya ämnen.

När vi sätter metaller för att reagera med syror har de allra flesta denna kemiska affinitet och reagerar. Detsamma händer dock inte när man reagerar med baser och med vatten.

Att komma ihåg att enligt Arrhenius definition är en bas vilken substans som helst i vattenlösning frigör hydroxyl-OH som den enda anjonen^-.

De enda metaller som reagerar med baser är aluminium (Al), zink (Zn), bly (Pb) och tenn (Sn).

Notera nedan reaktionen mellan natriumhydroxidbas (NaOH) med aluminium respektive zink:

2 Al_(s) + 2 NaOH_(här) + H₂O → 2 NaAlO_{2 (aq)} + 3 H_{2 (g)}
basmetall salt vätgas
natriumaluminat

Zn_(s) + 2 NaOH_(här)  → 2 In₂ZnO_{2 (aq)} + H_{2 (g)}
basmetall salt vätgas
natriumzinkat

Observera att i båda fallen bildades produkterna en salt- och vätgas. Därför,

när de nämnda metallerna reagerar med en stark bas, kommer produkterna alltid att vara ovanliga salter och vätgas.

Metallerna som reagerar med vatten är alkalimetallerna (element av familj 1 eller IA - Li, Na, K, Rb, Cs och Fr), jordalkalimetaller (element av familj 2 eller II A - Ca, Sr, Ba och Ra), magnesium (Mg), järn (Fe) och zink (Zn).

I synnerhet alkalimetaller är extremt reaktiva, både med vatten och även med syre i luften. Därför lagras de vanligtvis nedsänkta i fotogen.

Detta beror på att de har en stor tendens att förlora elektroner, oxidera och fungera som starka reduktionsmedel.

I kontakt med vatten bildar alla jord- och jordalkalimetaller en bas och vätgas som produkter.

Till exempel ger reaktionen mellan natrium och vatten natriumhydroxid och vätgas, som visas i ekvationen nedan:

2 in_(s) + 2 H₂O₍₁₎→ 2 NaOH_(här) + H_{2 (g)}

När vi sätter natrium i kontakt med vatten inträffar en våldsam reaktion som, om vi sätter syrabas fenolftaleinindikator, ser vi utseendet på en rosa färg, vilket visar närvaron från basen. Ju större mängden natrium som placeras desto större blir den visualiserade reaktionen, eftersom det vätgas som frigörs förbränns när det kommer i kontakt med det syre som finns i luften.

Våldsam reaktion mellan natrium och vatten bryter glasbehållaren *

Denna reaktivitet ökar när alkalimetallernas perioder ökar, det vill säga den växer i denna riktning:

Li

Litium reagerar långsammare med vatten än andra alkalimetaller. Reaktionen av kalium (K) med vatten är redan tillräckligt stark för att antända väte (i brand), även med små mängder reaktanter. Med rubidium och cesium är denna småskaliga reaktion redan farligt explosiv, och eftersom dessa metaller är tätare än vatten, sker reaktionen under dess yta.

Titta nu på ett exempel på en reaktion mellan kalcium, en jordalkalimetall och vatten:

Här_(s) + 2 H₂O₍₁₎→ Ca (OH)_{2 (aq)} + H_{2 (g)}

När det gäller andra metaller (magnesium, järn och zink) sker reaktionen endast under upphettning och de produkter som bildas vid reaktionen med vatten är oxider och vätgas:

mg_(s) + H₂O_(v)→ MgO_(s) + H_{2 (g)}
3 Fe_(s) + 4 H₂O_(v)→ Fe₃O_{4 (s)} + 4 H_{2 (g)}
Zn_(s) + H₂O_(v)→ ZnO_(s) + H_{2 (g)}

* Bildförfattare: Tavoromann

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reatividade-dos-metais-com-agua-bases.htm