Reacția chimică a unui acid cu un metal este specifică acestor clase de compuși. În cursul său, protonul de hidrogen este restaurat și, împreună cu anionul acid, este înlocuit cu un cation metalic. Acesta este un exemplu de reacție de formare a sării, deși există mai multe tipuri de interacțiuni care nu urmează acest principiu. Acestea procedează ca redox și nu sunt însoțite de degajare de hidrogen.
Principii ale reacțiilor acizilor cu metalele
Toate reacțiile unui acid anorganic cu un metal duc la formarea de săruri. Singura excepție este, poate, reacția metalului nobil cu aqua regia, un amestec de acid clorhidric și azotic. Orice altă interacțiune a acizilor cu metalele duce la formarea unei săruri. Dacă acidul nu este nici sulfuric, nici nitric concentrat, atunci hidrogenul molecular este separat ca produs.
Dar atunci când acidul sulfuric concentrat reacționează, interacțiunea cu metalele are loc conform principiului unui proces redox. Prin urmare, s-au distins experimental două tipuri de interacțiuni, tipicemetale și acizi anorganici puternici:
- reacția metalelor cu acizii diluați;
- interacțiune cu acid concentrat.
Reacțiile de primul tip au loc cu orice acid. Singurele excepții sunt acidul sulfuric concentrat și acidul azotic de orice concentrație. Ele reacţionează conform celui de-al doilea tip şi duc la formarea de săruri şi produşi de reducere a sulfului şi azotului.
Reacții tipice ale acizilor cu metalele
Metalele situate în stânga hidrogenului din seria electrochimică standard reacţionează cu acidul sulfuric diluat şi alţi acizi de diferite concentraţii, cu excepţia acidului azotic, formând o sare şi eliberând hidrogen molecular. Metalele situate în dreapta hidrogenului din seria electronegativității nu pot reacționa cu acizii de mai sus și interacționează doar cu acidul azotic, indiferent de concentrația acestuia, cu acidul sulfuric concentrat și cu acva regia. Aceasta este o interacțiune tipică a acizilor cu metalele.
Reacțiile metalelor cu acid sulfuric concentrat
Când conținutul de acid sulfuric din soluție este mai mare de 68%, acesta este considerat concentrat și interacționează cu metalele din stânga și din dreapta hidrogenului. Principiul reacției cu metale cu activitate diferită este prezentat în fotografia de mai jos. Aici, agentul de oxidare este atomul de sulf din anionul sulfat. Se reduce la hidrogen sulfurat, oxid 4-valent sau la sulf molecular.
Reacții cu acid azotic diluat
Diluatacidul azotic reacţionează cu metalele situate în stânga şi în dreapta hidrogenului. În timpul reacției cu metalele active se formează amoniac, care se dizolvă imediat și interacționează cu anionul nitrat, formând o altă sare. Cu metale cu activitate medie, acidul reacţionează cu eliberarea de azot molecular. Cu inactiv, reacția continuă cu eliberarea de oxid dinitric. Cel mai adesea, într-o singură reacție se formează mai mulți produși de reducere a sulfului. Exemple de reacții sunt sugerate în aplicația grafică de mai jos.
Reacții cu acid azotic concentrat
În acest caz, azotul acționează și ca agent oxidant. Toate reacțiile se termină cu formarea de sare și eliberarea de oxid nitric. Scheme ale cursului reacțiilor redox sunt propuse în aplicația grafică. În același timp, reacția acva regiei cu elementele slab active merită o atenție deosebită. O astfel de interacțiune a acizilor cu metalele este nespecifică.
Reactivitatea metalelor
Metalele reacționează destul de ușor cu acizii, deși există câteva substanțe inerte. Acestea sunt metale nobile și elemente care au un potențial electrochimic standard în alt. Există o serie de metale care sunt construite pe baza acestui indicator. Se numește seria electronegativității. Dacă metalul este situat în stânga hidrogenului din el, atunci este capabil să reacționeze cu acidul diluat.
Există o singură excepție: fierul șialuminiul datorită formării de oxizi 3-valenti pe suprafața lor nu poate reacționa cu acidul fără încălzire. Dacă amestecul este încălzit, atunci inițial filmul de oxid al metalului intră în reacție și apoi se dizolvă în acidul însuși. Metalele situate în dreapta hidrogenului în seria electrochimică de activitate nu pot reacționa cu acidul anorganic, inclusiv cu acidul sulfuric diluat. Există două excepții de la regulă: aceste metale se dizolvă în acid azotic concentrat și diluat și aqua regia. Numai rodiu, ruteniu, iridiu și osmiu nu pot fi dizolvate în acesta din urmă.
