Reakcje kwasów z metalami

Na początek mała uwaga. Temat ten jest niezwykle obszerny, pełen wyjątków, gdzie różne podręczniki często sobie nawzajem zaprzeczają (nawet akademickie), a produkty mogą się zmieniać wraz z temperaturą, ciśnieniem, albo stężeniem użytego kwasu. W poniższym tekście starałem się zebrać tylko najważniejsze informacje, które w mojej ocenie powinny Ci na maturze wystarczyć, a wszystko ponad najpewniej zostanie ewentualnie podane w tekście wprowadzającym do danego zadania.

Po pierwsze kwasy nieutleniające (np. HCl, HBr, H3PO4, rozc. H2SO4) reagują wyłącznie z metalami o ujemnym potencjale normalnym z wydzieleniem wodoru. Klasycznym przykładem jest tu reakcja:

  • Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Po drugie kwasy utleniające (rozc. i stęż. HNO3, rozc. i stęż. HClO4, stęż. H2SO4) reagują zarówno z metalami aktywnymi, jak i szlachetnymi poprzez redukcję swojej reszty kwasowej. Produktami tych reakcji są odpowiednie tlenki na niższych stopniach utlenienia (stęż. HNO3 → NO2, rozc. HNO3 → NO, stęż. H2SO4 → SO2).

  • Cu + 4HNO3 (stęż.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Uwaga: Możliwa jest reakcja z kwasem utleniającym, w czasie której następuje wydzielenie wodoru, ale jedynie dla bardzo aktywnych metali. Metal reaguje wówczas z wodą zawartą w roztworze kwasu (powstaje wodór + wodorotlenek) i dopiero powstały wodorotlenek może dalej reagować z kwasem.

Uwaga2: Reakcja metalu z kwasem utleniającym przebiega w dwóch etapach. Najpierw metal utlenia się do swojego tlenku, który następnie reaguje z kwasem dając odpowiednią sól. Łatwo na tej podstawie wywnioskować, że metale ulegające pasywacji nie będą roztwarzać się w stężonym kwasie azotowym. Do takich przypadków należą: glin, chrom, żelazo (święta maturalna trójca), no i jeszcze kobalt oraz nikiel. Kwas rozcieńczony nie ma już tak pasywujących właściwości.

Roztwarzanie niektórych metali w rozcieńczonym kwasie siarkowym:

Roztwarzanie metali w rozcieńczonym kwasie siarkowym

Na uwagę zasługuje fakt, że ołów, pomimo większej aktywności od wodoru (E° = –0,13V) nie reaguje w temperaturze pokojowej z kwasem siarkowym, ponieważ pokrywa się on warstwą bardzo trudno rozpuszczalnego siarczanu (VI) ołowiu. By Capaccio (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Po trzecie zostaje jeszcze problem metali o zmiennych wartościowościach. W reakcji z kwasem utleniającym powstaje sól na wyższym, a w reakcji z kwasem nieutleniającym na niższym stopniu utlenienia. Na przykład:

  • Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
  • Fe + 4HNO3 (rozc.) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O



Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *