Kierunek INŻYNIERIA MATERIAŁOWA |
Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii |
|
SPRAWOZDANIE z przedmiotu CHEMIA
|
||
Rozpuszczanie metali w kwasach. |
||
Uwagi prowadzącego: |
||
Data przyjęcia:
Podpis prowadzącego: |
Magdalena Pieróg |
|
|
Grupa: 11 Sekcja: 2 |
Rozpuszczanie metali w kwasach.
Podstawy rozpuszczania metali w kwasach:
Szereg napięciowy metali to zestawienie pierwiastków chemicznych o właściwościach metalicznych, według ich potencjału standardowego E0. Punktem odniesienia dla tego zestawienia jest elektroda wodorowa, której potencjał standardowy przyjmuje się umownie za zero. Praktyczne znaczenie szeregu napięciowego metali wynika z faktu, że metal bardziej aktywny wypiera (poza niektórymi wyjątkami) metal mniej aktywny z roztworu jego soli, zaś dobrą miarą aktywności chemicznej metali jest ich potencjał standardowy.
Szereg ważniejszych metali uporządkowany w kierunku wzrostu potencjału i zarazem spadku łatwości tworzenia kationów:
Li K Na Ca Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Ag Hg Pt Au
Metale posiadające ujemny potencjał elektrodowy to metale nieszlachetne. Rozpuszczają się w kwasach redukując jony wodorowe. W wyniku takiej reakcji powstają sole metali i gazowy wodór. Im niższy potencjał elektrodowy tym energiczniej przebiega reakcja. Na szybkość reakcji wpływa stężenie kwasu.
Metale posiadające dodatni potencjał elektrodowy to metale szlachetne. Rozpuszczają się one tylko w kwasach tlenowych. Nie reagują one z kwasami beztlenowymi, ponieważ nie są w stanie redukować jonów wodorowych.
Woda królewska to mieszanina stężonego kwasu solnego i azotowego w stosunku objętościowym 3:1. Ma bardzo silne właściwości utleniające, roztwarza złoto, platynę, pallad i inne metale szlachetne oraz inne odporne chemicznie metale (cyrkon, hafn, molibden). Odporne na jej działanie są rod, osm, wolfram i tantal oraz iryd i ruten do temperatury 100 °C.
Niektóre metale nieszlachetne (glin czy beryl) ulegają procesowi pasywacji. Polega on na tym, że przez utleniające działanie HNO3 na powierzchni metalu tworzy się warstewka tlenku, która chroni go przed dalszą reakcją.
Przebieg ćwiczenia.
do 3 probówek wlano po około 2cm2 roztworu kwasu siarkowego(VI) i do każdej z nich wprowadzono kawałek blaszki lub odrobinę proszku innego metalu: Zn, Mg, Cu,
obserwowano przebiegające reakcje,
następnie przeprowadzono podobne doświadczenia z zastosowaniem roztworu kwasu chlorowodorowego i azotowego (V), w przypadku miedzi próbkę podgrzano,
przygotowano cztery małe zlewki, do dwóch z nich wlano po 2 cm3 stężonego HNO3, do następnych dwóch wlano po 2 cm3 stężonego kwasu chlorowodorowego,
wykonano próby roztwarzania blachy miedzianej i blachy aluminiowej w przygotowanych kwasach.
Równania przeprowadzonych reakcji wraz z spostrzeżeniami i wnioskami.
Reakcja |
Obserwacje i wnioski |
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ |
wydzielają się pęcherzyki gazu, Zn nie rozpuszcza się, Nieprzyjemny zapach |
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ |
wydziela się gaz, Mg rozpuszcza się energicznie |
Zn + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2↑ |
reakcja egzotermiczna, wydziela się gaz, powstaje osad na dnie |
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O |
roztwór przybiera kolor niebieski, Cu całkowicie się rozpuścił |
Mg + HNO3 = Mg(NO3)2 + H2↑ |
wydzielają się pęcherzyki gazu, Mg całkowicie się rozpuścił |
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ |
wydzielają się pęcherzyki gazu, reakcja zachodzi wolno |
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ |
Wydzielają się pęcherzyki gazu, Mg całkowicie się rozpuścił |
Cu + 4HNO3st = 2NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O |
wydziela się rudy gaz, roztwór przybiera kolor szmaragdowy |
Al + HClst = AlCl3 + 3H2↑ |
Podgrzanie przyśpieszyło reakcje, wydziela się H2↑ |
Literatura.
Saternus M., Fornalczyk A., Dankemyer - Łączny K.: Chemia ogólna dla metalurgów, Pol. Śl., Gliwice, 2007.
1