Podstawy chemii, ćwiczenia laboratoryjne6

Ułożenie potencjałów standardowych metali według wzrastającej warto potencjału daje tzw. szereg napięciowy metali.

Tabela 2.1.

Elektrochemiczne potencjały normalne (standardowe) wybranych elektrod

tulifD

Elektroda	Reakcja elektrodowa	Potencjał standardowy fV]
K/K*	K = K* + c	-2,92
Ca/Ca^2*	Ca = Ca^2" + 2c	-2,84
tSSaKSŚ	Na = Na" + e	-2,71
-Mg/Mg Al, Al^3*^	Mg = Mg* + 2e	-2,37
	Al = Al-'" + 3e	-1,66
• Zn/Zn^2* M Ci	Zn = Zn^2" + 2c	-0,76
Cr/Cr^3*	Cr = Cr^3* + 3e	-0,71
Fe, Fc^2*	Fe = Fe^2" + 2e	-0.44
Cd./Cd^2*	Cd = Cd^2* +2e	-0,43
Co/Co^2*	Co = Co^2* + 2e	-0,25
Ni/Ni^2+	Ni = Ni^2* + 2e	-0,24
Sn/Sn^2+	Sn = Sn^2* + 2e	-0,14
HU- Pb/Pb^2*	Pb = Pb^2’ + 2e	-0,13
W^2"' *Cu/Cu^2*	H2 = 2H* + 2c Cu^2* + 2e = Cu	0,0000 0,34~
Hg/Hg^2*	Hg^2* + 2e = Ug	0,85
Ag/Ag*	Ag* + e = Ag	0,80 - -
Au/Au^3*	Au^3* + 3e = Au	1,42

2.2. Podstawowe wnioski wynikające z szeregu elektrochemicznego metali

Uszeregowanie metali wg rosnących wartości potencjałów elektrochemi nych tworzy szereg elektrochemiczny( tab.2.1). W szeregu tym umieszczony zoi także wodór (potencjał standardowy elektrody wodorowej wynosi zero).

Metale nieszlachetne, które mają potencjał mniejszy od wodoru (są aktyn niejsze), mogą go wypierać z wody, kwasów i zasad.

Najmniej szlachetne metale (np. K, Na) wypierają z wody wodór i powsi.iU wodorotlenki alkaliczne (NaOH, KOH), dobrze rozpuszczalne w wodzie. W pi/y padku innych metali (Mg, Al, Zn) tlenki lub wodorotlenki pokrywają powierzchn metalu, co hamuje, a nawet uniemożliwia przebieg reakcji.

li lnic mniej szlachetne od wodoru wypierają wodór z kwasów. Zasada ta i Iniona tylko wówczas, gdy powierzchnia metalu jest czysta, wolna od war-t |< r.ywacyjnej i gdy w wyniku reakcji z kwasem powstają dobrze rozpusz-¹ • ule (ołów nie wypiera wodoru z kwasu solnego gdyż PbCl₂ jest trudno Miną solą).

■ i ul' glin, żelązp reagują z. kwasem solnym, zgodnie z następującymi reak-

Zn° +    2 H⁺    +    2 Cl‘    ->    Zn²⁺ + 2 Cl' + H₂t

2 Al⁰ +    6 H⁺    +    6 Cl‘    —>    2 Al'^,+ + 6 Cl' + 3 H₂T

Fe° +    2 H⁺    +    2 Cl‘    ->    Fe²⁺ + 2 Cl' + H,t

-i lnie mniej szlachetne od wodoru pierwiastki amfoteryczne wypierają • m/iworóW mocnych zasad, np.

Al + 3 Na⁺ + 3 OH 3 Na⁺ + AlO.,³’ +

h i nile lezące za wodorem (o dodatnim potencjale ekektrodowym) są mniej ml wodoru i nie maia możliwości wypierania wodoru, a więc nie reagują ■ ojiii,/, ząją się w kwasach beztlenowych (np. HC1).

• i mIi< le mogą reagować z kwasami utleniającymi (np. HNOj, stęż. H₂S0₄) ml u leiikcji wydzielają się produkty częściowej redukcji kwasów tleno-¹ |n/ypiidku stężonego kwasu azotowego(V) wydziela się N0₂, rozcień-i n i .i przy zastosowaniu H₂S0₄ wydziela się S0₂. Na przykład:

( U + 4 HNOt (siężony ) —^ Cu(NOy)₂ + 2 N0₂ + 2 H₂0 .    ( u" + 2 NOJ + 4 H⁺ -4 *. Cu²⁺ + 2 NO, + 2 H₂0

( u" - 2e -> Cu²⁺1    ‘

N¹' + le -> N⁺⁴ | x 2 -

Itrttkłt

Ku 1 8 HNO.i _(rozc.) -» 3 Cu(NQ₂)₂ + 2 NO + 4 H₂0 l (‘u⁰ + 2 NO3 + 8 H⁺ -> 3 Cu²⁺ + 2 NO + 4 H₂0

( u

N'³

2e

te

Cu

N

2+

•1

x 3 x 2

M