ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ที่ศึกษาส่วนใหญ่ในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์คือปฏิกิริยาที่เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอน สปีชีส์ที่ทำปฏิกิริยา (อะตอม ไอออน หรือโมเลกุล) ที่สูญเสียอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเป็นชนิดที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ในทางกลับกันสารเคมีที่ได้รับอิเล็กตรอนจะลดลง
โดยทั่วไปเมื่อศึกษาปฏิกิริยาประเภทนี้ในวิชาเคมีอนินทรีย์จะเรียกว่า ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนอย่างง่าย หรือ ของการกระจัด
เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาใด ๆ ขึ้นจำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขบางประการ หนึ่งในนั้นคือต้องมี ความสัมพันธ์ทางเคมี ระหว่างรีเอเจนต์ นั่นคือ รีเอเจนต์ต้องโต้ตอบในลักษณะที่จะทำให้เกิดการก่อตัวของสารใหม่
ในกรณีของปฏิกิริยารีดอกซ์ สัมพรรคภาพหมายความว่าสารตั้งต้นตัวหนึ่งมีแนวโน้มที่จะได้รับอิเล็กตรอนและอีกตัวหนึ่งมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอน แนวโน้มนี้สอดคล้องกับ ปฏิกิริยา react ขององค์ประกอบทางเคมีที่เกี่ยวข้อง
เรามาดูกันว่ามันเป็นไปได้ที่จะเปรียบเทียบการเกิดปฏิกิริยาระหว่างโลหะได้อย่างไร
สมมติว่าเราต้องการเก็บสารละลายของคอปเปอร์ II ซัลเฟต (CuSO4). เราไม่สามารถวางสารละลายนี้ลงในภาชนะอะลูมิเนียมได้ เนื่องจากจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:
2 อัล(ส) + 3 CuSO4(aq)→ 3 ลูกบาศ์ก(ส) + อัล2(เท่านั้น4)3(aq)
โปรดทราบว่าอะลูมิเนียมได้ออกซิไดซ์ โดยสูญเสียอิเล็กตรอนไป 3 ตัวแต่ละตัวและกลายเป็นไอออนบวกของอะลูมิเนียม:
อัล(ส) → อัล3+(ที่นี่) + 3 และ-
พร้อมกันนั้น ไอออนบวกทองแดง (Cu2+) ที่มีอยู่ในสารละลายได้รับอิเล็กตรอนจากอะลูมิเนียมและรีดิวซ์จนกลายเป็นทองแดงที่เป็นโลหะ ไอออนบวกทองแดงแต่ละตัวได้รับอิเล็กตรอนสองตัว:
ตูด2+(ที่นี่) + 2 และ- → คู(ส)
อย่างไรก็ตาม หากเป็นในทางกลับกัน และเราต้องการเก็บสารละลายของอะลูมิเนียมซัลเฟต (Al2(เท่านั้น4)3(aq)) จะไม่มีปัญหาหากใส่ในภาชนะทองแดง เนื่องจากปฏิกิริยานี้จะไม่เกิดขึ้น:
ตูด(ส) + อัล2(เท่านั้น4)3(aq) → ไม่เกิดขึ้น
ข้อเท็จจริงที่สังเกตได้เหล่านี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า อลูมิเนียมมีปฏิกิริยามากกว่าทองแดง.
โลหะมีแนวโน้มที่จะเลิกใช้อิเล็กตรอน กล่าวคือ ออกซิไดซ์ เมื่อเปรียบเทียบโลหะต่างๆ คนที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะบริจาคอิเล็กตรอนคือปฏิกิริยามากที่สุด. ดังนั้น การเกิดปฏิกิริยาของโลหะจึงสัมพันธ์กับ พลังงานไอออไนซ์นั่นคือพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของก๊าซในสถานะพื้นดิน
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
จากสิ่งนี้ คิวปฏิกิริยาโลหะ หรือ แถวของแรงดันอิเล็กโทรไลต์, แสดงด้านล่าง:
โลหะที่มีปฏิกิริยามากที่สุดทำปฏิกิริยากับสารไอออนิกซึ่งไอออนบวกมีปฏิกิริยาน้อยกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง โลหะทางด้านซ้ายทำปฏิกิริยากับสารที่เกิดจากไอออนทางด้านขวา ตรงกันข้ามจะไม่เกิดขึ้น
จำตัวอย่างที่ให้ไว้ ดูในแถวปฏิกิริยาที่อลูมิเนียม (Al) อยู่ทางด้านซ้ายของทองแดง (Cu) ดังนั้นอลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เกิดจากไอออนบวกของทองแดง แต่ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เกิดจากไอออนบวกของอะลูมิเนียม
โปรดทราบว่าโลหะที่มีปฏิกิริยามากที่สุดคือลิเธียม (Li) และปฏิกิริยาที่น้อยที่สุดคือทองคำ (Au)
นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ว่าทำไมทองคำจึงมีค่ามาก เพราะหากมันไม่ตอบสนอง มันก็จะคงสภาพเดิมไว้เป็นเวลานาน สามารถเห็นได้ในโลงศพอียิปต์เคลือบทองและงานประติมากรรมที่มีอายุย้อนไปถึงสมัยโบราณที่ห่างไกลที่สุด นอกจากนี้เรายังเห็นภาพนี้เมื่อเปรียบเทียบความทนทานของเครื่องประดับทองคำบริสุทธิ์กับเครื่องประดับที่ทำจากโลหะอื่นๆ ที่มีปฏิกิริยาตอบสนองมากกว่าทองคำ
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "ลำดับการเกิดปฏิกิริยาของโลหะ"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.
