Metalele ocupă tabelul periodic colțul din stânga jos. Metalele aparțin familiilor elementelor s, elementelor d, elementelor f și elementelor parțial p.
Cea mai tipică proprietate a metalelor este capacitatea lor de a dona electroni și de a deveni ioni încărcați pozitiv. Mai mult, metalele pot prezenta doar o stare de oxidare pozitivă.
Me - ne = Me n +
1. Interacțiunea metalelor cu nemetale.
A ) Interacțiunea metalelor cu hidrogenul.
Metalele alcaline și alcalino-pământoase reacţionează direct cu hidrogenul, formând hidruri.
De exemplu:
Ca + H2 = CaH2
Se formează compuși nestoichiometrici cu o structură cristalină ionică.
b) Interacţiunea metalelor cu oxigenul.
Toate metalele cu excepția Au, Ag, Pt sunt oxidate de oxigenul atmosferic.
Exemplu:
2Na + O 2 = Na 2 O 2 (peroxid)
4K + O 2 = 2K 2 O
2Mg + O2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
c) Interacţiunea metalelor cu halogenii.
Toate metalele reacţionează cu halogenii formând halogenuri.
Exemplu:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Aceștia sunt în principal compuși ionici: MeHal n
d) Interacțiunea metalelor cu azotul.
Metalele alcaline și alcalino-pământoase interacționează cu azotul.
Exemplu:
3Ca + N2 = Ca3N2
Mg + N2 = Mg3N2 - nitrură.
e) Interacțiunea metalelor cu carbonul.
Compuși ai metalelor și carbonului - carburi. Ele se formează prin interacțiunea topiturii cu carbonul. Metalele active formează compuși stoichiometrici cu carbon:
4Al + 3C = Al4C3
Metalele - elementele d formează compuși cu compoziție nestoichiometrică precum soluțiile solide: WC, ZnC, TiC - sunt folosite pentru a produce oțeluri superdure.
2. Interacțiunea metalelor cu apa.
Metalele care au un potenţial mai negativ decât potenţialul redox al apei reacţionează cu apa.
Metalele active reacţionează mai activ cu apa, descompunând apa şi eliberând hidrogen.
Na + 2H2O = H2 + 2NaOH
Metalele mai puțin active descompun lent apa și procesul este încetinit din cauza formării de substanțe insolubile.
3. Interacțiunea metalelor cu soluțiile sărate.
Această reacție este posibilă dacă metalul care reacționează este mai activ decât cel din sare:
Zn + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0,76 V., = + 0,34 V.
Un metal cu un potențial electrod standard mai negativ sau mai puțin pozitiv înlocuiește un alt metal din soluția sării sale.
4. Interacțiunea metalelor cu soluțiile alcaline.
Metalele care produc hidroxizi amfoteri sau au stări de oxidare ridicate în prezența agenților oxidanți puternici pot reacționa cu alcalii. Când metalele interacționează cu soluțiile alcaline, agentul de oxidare este apa.
Exemplu:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- oxidare
Zn 0 - agent reducător
1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - reducere
H2O - agent de oxidare
Zn + 4OH - + 2H2O = 2- + 2OH - + H2
Metalele cu stări de oxidare ridicate pot interacționa cu alcalii în timpul fuziunii:
4Nb +5O 2 +12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
5. Interacțiunea metalelor cu acizii.
Acest reacții complexe, produșii de reacție depind de activitatea metalului, de tipul și concentrația acidului și de temperatură.
Pe baza activității, metalele sunt împărțite în mod convențional în activitate activă, activitate medie și activitate scăzută.
Acizii sunt împărțiți în mod convențional în 2 grupe:
Grupa I - acizi cu capacitate de oxidare scăzută: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (diluat), H 3 PO 4, H 2 S, agentul de oxidare aici este H +. Când interacționează cu metalele, se eliberează oxigen (H 2 ). Metalele cu un potenţial negativ al electrodului reacţionează cu acizii din primul grup.
Grupa II - acizi cu capacitate de oxidare mare: H 2 SO 4 (conc.), HNO 3 (diluat), HNO 3 (conc.). În acești acizi, agenții de oxidare sunt anionii acizi: . Produsele reducerii anionice pot fi foarte diverse și depind de activitatea metalului.
H 2 S - cu metale active
H 2 SO 4 +6е S 0 ↓ - cu metale de activitate medie
SO 2 - cu metale slab active
NH 3 (NH 4 NO 3) - cu metale active
HNO 3 +4,5e N 2 O, N 2 - cu metale cu activitate medie
NO - cu metale slab active
HNO 3 (conc.) - NO 2 - cu metale de orice activitate.
Dacă metalele au valență variabilă, atunci cu acizii din grupa I metalele capătă o stare de oxidare pozitivă mai mică: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. Când interacționează cu acizii din grupa II, starea de oxidare este +3: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+, iar hidrogenul nu este niciodată eliberat.
Unele metale (Fe, Cr, Al, Ti, Ni etc.) în soluții acizi tari Când sunt oxidate, ele devin acoperite cu o peliculă densă de oxid, care protejează metalul de dizolvarea ulterioară (pasivare), dar când sunt încălzite, pelicula de oxid se dizolvă și are loc reacția.
Metalele ușor solubile cu potențial de electrod pozitiv se pot dizolva în acizii din grupa I în prezența agenților oxidanți puternici.
1. Metalele reacţionează cu nemetale.
2 Eu + n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Metalele alcaline, cu excepția litiului, formează peroxizi:
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2. Metalele care preced hidrogenul reacţionează cu acizii (cu excepţia acidului azotic şi sulfuric) pentru a elibera hidrogen
Me + HCl → sare + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Metalele active reacţionează cu apa pentru a forma alcali şi eliberează hidrogen.
2Me+ 2n H20 → 2Me(OH)n+ n H 2
Produsul oxidării metalului este hidroxidul său – Me(OH) n (unde n este starea de oxidare a metalului).
De exemplu:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
4. Metalele cu activitate medie reacţionează cu apa când sunt încălzite pentru a forma oxid metalic şi hidrogen.
2Me + nH2O → Me2O n + nH2
Produsul de oxidare în astfel de reacții este oxidul de metal Me 2 O n (unde n este starea de oxidare a metalului).
3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2
5. Metalele după hidrogen nu reacționează cu apa și soluțiile acide (cu excepția concentrațiilor de azot și sulf)
6. Metalele mai active le înlocuiesc pe cele mai puțin active din soluțiile sărurilor lor.
CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Metalele active - zinc și fier - au înlocuit cuprul în sulfat și au format săruri. Zincul și fierul au fost oxidate, iar cuprul a fost redus.
7. Halogenii reacţionează cu apa şi soluţia alcalină.
Fluorul, spre deosebire de alți halogeni, oxidează apa:
2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .
la rece: se formează clorură și hipoclorit Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O
la încălzire: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O se formează lorura și cloratul
8 Halogenii activi (cu excepția fluorului) înlocuiesc halogenii mai puțin activi din soluțiile sărurilor lor.
9. Halogenii nu reacţionează cu oxigenul.
10. Metalele amfotere (Al, Be, Zn) reacţionează cu soluţii de alcalii şi acizi.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnS04+S+4H20
11. Magneziul reacționează cu dioxid de carbonși oxid de siliciu.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
Si02+2Mg=Si+2MgO
12. Metalele alcaline (cu excepția litiului) formează peroxizi cu oxigenul.
2Na + O 2 = Na 2 O 2
3. Clasificarea compușilor anorganici
Substanțe simple – substanțe ale căror molecule sunt formate din atomi de același tip (atomi ai aceluiași element). ÎN reacții chimice nu se poate descompune pentru a forma alte substanțe.
Substanțe complexe (sau compuși chimici) – substanțe ale căror molecule sunt formate din atomi de diferite tipuri (atomi de diferite elemente chimice). În reacțiile chimice se descompun pentru a forma câteva alte substanțe.
Substanțele simple sunt împărțite în două mari grupe: metale și nemetale.
Metalele - un grup de elemente cu proprietăți metalice caracteristice: substanțele solide (cu excepția mercurului) au un luciu metalic și sunt ghizi buni căldură și electricitate, maleabile (fier (Fe), cupru (Cu), aluminiu (Al), mercur (Hg), aur (Au), argint (Ag), etc.).
Nemetale – grupa de elemente: solide, lichide (brom) si substanțe gazoase, care nu au un luciu metalic, sunt izolatori, casanti.
A substanțe complexe la rândul lor sunt împărțite în patru grupe, sau clase: oxizi, baze, acizi și săruri.
Oxizi - acestea sunt substanțe complexe ale căror molecule includ atomi de oxigen și o altă substanță.
Motive - acestea sunt substanțe complexe în care atomii de metal sunt legați de una sau mai multe grupări hidroxil.
Din punctul de vedere al teoriei disocierii electrolitice, bazele sunt substanțe complexe, a căror disociere într-o soluție apoasă produce cationi metalici (sau NH4+) și anioni hidroxid OH-.
Acizi - sunt substante complexe ale caror molecule includ atomi de hidrogen care pot fi inlocuiti sau schimbati cu atomi de metal.
Săruri - sunt substante complexe ale caror molecule constau din atomi de metal si reziduuri acide. O sare este produsul înlocuirii parțiale sau complete a atomilor de hidrogen ai unui acid cu un metal.
Atomii de metal renunță relativ ușor la electronii de valență și devin ioni încărcați pozitiv. Prin urmare, metalele sunt agenți reducători. Metalele reactioneaza cu substante simple: Ca + C12 - CaC12.Metalele active reactioneaza cu apa: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. Metalele aflate în seria potențialelor standard de electrod până la hidrogen interacționează cu soluții diluate de acizi (cu excepția HN03) cu eliberarea de hidrogen: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. Metalele reacţionează cu soluţiile apoase de săruri ale metalelor mai puţin active: Ni + CuS04 = NiS04 + Cu J. Metalele reacţionează cu acizii oxidanţi: C. Metode de producere a metalelor Metalurgia modernă produce peste 75 de metale şi numeroase aliaje pe baza acestora. În funcție de metodele de obținere a metalelor, se disting pirohidro- și electrometalurgia. GG) Pirometalurgia acoperă metodele de obţinere a metalelor din minereuri folosind reacții de reducere, efectuat la temperaturi mari. Cărbunele, metalele active, monoxidul de carbon (II), hidrogenul și metanul sunt utilizați ca agenți reducători. Cu20 + C - 2Cu + CO, t° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t° Cr203 + 2A1 - 2Cg + A1203, (aluminotermie) t° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (magneziutermie) t° W03 + 3H2 W+3H20. (hidrogenotermia) |C Hidrometalurgia este producerea de metale din soluții de săruri ale acestora. De exemplu, când minereul de cupru care conține oxid de cupru (I) este tratat cu acid sulfuric diluat, cuprul intră în soluție sub formă de sulfat: CuO + H2S04 = CuS04 + H20. Cuprul este apoi îndepărtat din soluție fie prin electroliză, fie prin deplasare folosind pulbere de fier: CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. [h] Electrometalurgia este metode de producere a metalelor din oxizii sau sărurile lor topite folosind electroliza: electroliza 2NaCl - 2Na + Cl2. Întrebări și sarcini pentru soluție independentă 1. Indicați poziția metalelor în tabelul periodic D. I. Mendeleev. 2. Arătați proprietățile fizice și chimice ale metalelor. 3. Explicați motivul proprietăților comune ale metalelor. 4. Arătați modificarea activității chimice a metalelor din principalele subgrupe ale grupelor I și II ale tabelului periodic. 5. Cum se modifică proprietățile metalice ale elementelor perioadelor II și III? Numiți metalele cele mai refractare și cele mai fuzibile. 7. Indicați ce metale se găsesc în natură în stare nativă și care se găsesc numai sub formă de compuși. Cum poate fi explicat acest lucru? 8. Care este natura aliajelor? Cum îi afectează compoziția unui aliaj proprietățile. Arată cu exemple specifice. Specifica cele mai importante moduri obţinerea metalelor din minereuri. 10l Numiți tipurile de pirometalurgie. Ce agenți reducători sunt utilizați în fiecare metodă specifică? De ce? 11. Numiți metalele care se obțin prin hidrometalurgie. Care este esența și care sunt avantajele aceasta metoda in fata altora? 12. Dați exemple de producție de metale folosind electrometalurgie. In ce caz se foloseste aceasta metoda? 13. Ce sunt metode moderne obţinerea metalelor grad înalt curăţenie? 14. Ce este „potenţialul de electrod”? Care metal are cel mai mare și care are cel mai mic potențial de electrod într-o soluție apoasă? 15. Descrieți un număr de potențiale standard ale electrodului? 16. Este posibil să se înlocuiască fierul metalic dintr-o soluție apoasă a sulfatului său folosind zinc metalic, nichel și sodiu? De ce? 17. Care este principiul de funcționare al celulelor galvanice? Ce metale pot fi folosite în ele? 18. Ce procese sunt clasificate drept coroziune? Ce tipuri de coroziune cunoașteți? 19. Ce se numește coroziune electrochimică? Ce metode de protecție împotriva ei cunoașteți? 20. Cum afectează contactul acestuia cu alte metale coroziunea fierului? Ce metal va fi distrus mai întâi pe o suprafață deteriorată de fier cositorit, galvanizat și nichelat? 21. Ce proces se numește electroliză? Scrieți reacțiile care reflectă procesele care au loc la catod și anod în timpul electrolizei unei topituri de clorură de sodiu, solutii apoase clorură de sodiu, sulfat de cupru, sulfat de sodiu, acid sulfuric. 22. Ce rol joacă materialul electrodului în timpul proceselor de electroliză? Dați exemple de procese de electroliză care au loc cu electrozi solubili și insolubili. 23. Aliajul folosit pentru prepararea monedelor de cupru conține 95% cupru. Determinați al doilea metal inclus în aliaj dacă, la procesarea unei monede de un copeck, există un exces de acid clorhidric S-au eliberat 62,2 ml hidrogen (n.u.). aluminiu. 24. O probă de carbură metalică cântărind 6 g a fost arsă în oxigen. În acest caz, s-au format 2,24 litri de monoxid de carbon (IV) (nr.). Determinați ce metal a fost inclus în carbură. 25. Arătaţi ce produse vor fi eliberate în timpul electrolizei unei soluţii apoase de sulfat de nichel dacă procesul decurge: a) cu cărbune; b) cu electrozi de nichel? 26. În timpul electrolizei unei soluţii apoase sulfat de cupru La anod au fost eliberați 2,8 litri de gaz (n.o.). Ce gaz este acesta? Ce și în ce cantitate a fost eliberat la catod? 27. Întocmește o diagramă a electrolizei unei soluții apoase de azotat de potasiu care curge pe electrozi. Care este cantitatea de energie electrică transmisă dacă se eliberează 280 ml de gaz (n.o.) la anod? Ce și în ce cantitate a fost eliberat la catod?
Structura atomilor de metal determină nu numai caracteristica proprietăți fizice substanțe simple– metale, dar și proprietățile lor chimice generale.
Cu o mare diversitate, toate reacțiile chimice ale metalelor sunt redox și pot fi de numai două tipuri: combinație și substituție. Metalele sunt capabile să doneze electroni în timpul reacțiilor chimice, adică să fie agenți reducători și să prezinte doar o stare de oxidare pozitivă în compușii rezultați.
ÎN vedere generala aceasta poate fi exprimată prin diagrama:
Eu 0 – ne → Me +n,
unde Me este un metal - o substanță simplă, iar Me 0+n este un metal element chimicîn legătură.
Metalele sunt capabile să-și doneze electronii de valență atomilor nemetalici, ionilor de hidrogen și ionilor altor metale și, prin urmare, vor reacționa cu nemetale - substanțe simple, apă, acizi, săruri. Cu toate acestea, capacitatea de reducere a metalelor variază. Compoziția produselor de reacție a metalelor cu diverse substanțe depinde de capacitatea de oxidare a substanțelor și de condițiile în care are loc reacția.
La temperaturi ridicate, majoritatea metalelor ard în oxigen:
2Mg + O2 = 2MgO
Numai aurul, argintul, platina și alte metale nu se oxidează în aceste condiții.
Multe metale reacţionează cu halogenii fără încălzire. De exemplu, pulberea de aluminiu, atunci când este amestecată cu brom, aprinde:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Când metalele interacționează cu apa, în unele cazuri se formează hidroxizi. În condiții normale, metalele alcaline, precum și calciul, stronțiul și bariul, interacționează foarte activ cu apa. Schema generală a acestei reacții arată astfel:
Me + HOH → Me(OH) n + H 2
Alte metale reacţionează cu apa când sunt încălzite: magneziu când fierbe, fier în vapori de apă când fierbe roşu. În aceste cazuri se obțin oxizi metalici.
Dacă un metal reacţionează cu un acid, acesta face parte din sarea rezultată. Când un metal interacționează cu soluții acide, acesta poate fi oxidat de ionii de hidrogen prezenți în soluție. Abreviat ecuația ionicăÎn general, se poate scrie după cum urmează:
Me + nH + → Me n + + H 2
Anionii acizilor care conțin oxigen, cum ar fi sulfuric și nitric concentrat, au proprietăți oxidante mai puternice decât ionii de hidrogen. Prin urmare, acele metale care nu pot fi oxidate de ionii de hidrogen, de exemplu, cuprul și argintul, reacţionează cu acești acizi.
Când metalele interacționează cu sărurile, are loc o reacție de substituție: electronii din atomii metalului de înlocuire – mai activ – trec la ionii metalului înlocuit – mai puțin activ. Apoi, rețeaua înlocuiește metalul cu metal în săruri. Aceste reacții nu sunt reversibile: dacă metalul A înlocuiește metalul B din soluția de sare, atunci metalul B nu va înlocui metalul A din soluția de sare.
În ordinea descrescătoare a activității chimice manifestate în reacțiile de deplasare a metalelor unele de altele din soluții apoase ale sărurilor lor, metalele sunt situate în seria electrochimică a tensiunilor (activităților) metalelor:
Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na→ Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd→ Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → H g → Ag → Pd → Pt → Au
Metalele situate în stânga în acest rând sunt mai active și sunt capabile să înlocuiască următoarele metale din soluțiile de sare.
Hidrogenul este inclus în seria de tensiune electrochimică a metalelor ca singurul nemetal care împarte cu metalele. proprietate generală- formează ioni încărcați pozitiv. Prin urmare, hidrogenul înlocuiește unele metale în sărurile lor și poate fi el însuși înlocuit cu multe metale în acizi, de exemplu:
Zn + 2 HCI = ZnCl2 + H2 + Q
Metalele care vin înaintea hidrogenului în seria tensiunii electrochimice îl înlocuiesc din soluții de mulți acizi (clorhidric, sulfuric etc.), dar toți cei care îl urmează, de exemplu, cuprul, nu îl înlocuiesc.
blog.site, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.
Datorită prezenței electronilor liberi („gazul de electroni”) în rețeaua cristalină, toate metalele prezintă următoarele proprietăți generale caracteristice:
1) Plastic– capacitatea de a schimba cu ușurință forma, de a se întinde în sârmă și de a se rula în foi subțiri.
2) Stralucire metalicași opacitate. Acest lucru se datorează interacțiunii electronilor liberi cu lumina incidentă pe metal.
3) Conductivitate electrică. Se explică prin mișcarea direcțională a electronilor liberi de la polul negativ la cel pozitiv sub influența unei mici diferențe de potențial. Când este încălzită, conductivitatea electrică scade, deoarece odată cu creșterea temperaturii, vibrațiile atomilor și ionilor la noduri cresc rețea cristalină, ceea ce face dificilă mișcarea direcțională a „gazului de electroni”.
4) Conductivitate termică. Este cauzată de mobilitatea mare a electronilor liberi, datorită căreia temperatura se egalizează rapid peste masa metalului. Cea mai mare conductivitate termică se găsește în bismut și mercur.
5) Duritate. Cel mai dur este cromul (taie sticla); cele mai moi metale alcaline - potasiu, sodiu, rubidiu și cesiu - sunt tăiate cu un cuțit.
6) Densitate. Cu cât masa atomică a metalului este mai mică și cu cât raza atomului este mai mare, cu atât acesta este mai mic. Cel mai ușor este litiu (ρ=0,53 g/cm3); cel mai greu este osmiul (ρ=22,6 g/cm3). Metalele cu o densitate mai mică de 5 g/cm3 sunt considerate „metale ușoare”.
7) Puncte de topire și de fierbere. Cel mai fuzibil metal este mercurul (punct de topire = -39°C), cel mai mult metal refractar– wolfram (temp = 3390°C). Metale cu temperatura de topire peste 1000°C sunt considerate refractare, sub – cu punct de topire scăzut.
Proprietățile chimice generale ale metalelor
Agenți reducători puternici: Me 0 – nē → Me n +
Un număr de tensiuni caracterizează activitatea comparativă a metalelor în reacțiile redox în soluții apoase.
1. Reacții ale metalelor cu nemetale
1) Cu oxigen:
2Mg + O2 → 2MgO
2) Cu sulf:
Hg + S → HgS
3) Cu halogeni:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2
4) Cu azot:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2
5) Cu fosfor:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2
6) Cu hidrogen (reacționează doar metalele alcaline și alcalino-pământoase):
2Li + H2 → 2LiH
Ca + H2 → CaH2
2. Reacţiile metalelor cu acizii
1) Metalele din seria de tensiune electrochimică până la H reduc acizii neoxidanți la hidrogen:
Mg + 2HCI → MgCI2 + H2
2Al+ 6HCI → 2AlCI3 + 3H2
6Na + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2
2) Cu acizi oxidanți:
Când acidul azotic de orice concentrație și acidul sulfuric concentrat interacționează cu metalele Hidrogenul nu se eliberează niciodată!
Zn + 2H 2 SO 4(K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
4Zn + 5H2SO4(K) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
3Zn + 4H2SO4(K) → 3ZnSO4 + S + 4H2O
2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO3 + 4Mg → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
4HNO 3 (k) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3. Interacțiunea metalelor cu apa
1) Activul (metale alcaline și alcalino-pământoase) formează o bază solubilă (alcali) și hidrogen:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Ca+ 2H2O → Ca(OH)2 + H2
2) Metalele cu activitate medie sunt oxidate de apă atunci când sunt încălzite la un oxid:
Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2
3) Inactiv (Au, Ag, Pt) - nu reacționează.
4. Înlocuirea metalelor mai puțin active cu metale mai active din soluțiile sărurilor lor:
Cu + HgCl2 → Hg+ CuCl2
Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4
În industrie, adesea folosesc nu metale pure, ci amestecuri ale acestora - aliaje, în care proprietățile benefice ale unui metal sunt completate de proprietățile benefice ale altuia. Astfel, cuprul are duritate scăzută și nu este potrivit pentru fabricarea pieselor de mașini, în timp ce aliajele de cupru și zinc ( alamă) sunt deja destul de dure și sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. Aluminiul are ductilitate mare și ușurință suficientă (densitate scăzută), dar este prea moale. Pe baza acestuia se prepară un aliaj cu magneziu, cupru și mangan - duraluminiu (duralumin), care, fără a pierde proprietăți utile aluminiu, capătă duritate mare și devine potrivit pentru construcția aeronavelor. Aliajele de fier cu carbon (și aditivii altor metale) sunt cunoscute pe scară largă fontăȘi oţel.
Metalele libere sunt restauratori. Cu toate acestea, unele metale au reactivitate scăzută datorită faptului că sunt acoperite peliculă de oxid de suprafață, V grade diferite rezistent la reactivi chimici precum apa, solutii de acizi si alcali.
De exemplu, plumbul este întotdeauna acoperit cu o peliculă de oxid; tranziția lui în soluție necesită nu numai expunerea la un reactiv (de exemplu, acid azotic diluat), ci și încălzire. Filmul de oxid de pe aluminiu previne reacția acestuia cu apa, dar este distrus de acizi și alcalii. Film de oxid liber (rugini), formată pe suprafața fierului în aer umed, nu interferează cu oxidarea ulterioară a fierului.
Sub influenta concentrat acizii se formează pe metale durabil peliculă de oxid. Acest fenomen se numește pasivare. Deci, în concentrat acid sulfuric metale precum Be, Bi, Co, Fe, Mg și Nb sunt pasivate (și apoi nu reacţionează cu acidul), iar în acid azotic concentrat - metalele A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th și U.
Atunci când interacționează cu agenții de oxidare în soluții acide, majoritatea metalelor se transformă în cationi, a căror sarcină este determinată de starea de oxidare stabilă. a acestui elementîn compuși (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ și Fe 3+)
Activitatea reducătoare a metalelor într-o soluție acidă este transmisă printr-o serie de solicitări. Majoritatea metalelor sunt transferate în soluție cu acizi clorhidric și sulfuric diluat, dar Cu, Ag și Hg - numai cu sulfuric (concentrat) și acizi azotici, și Pt și Ai - „vodcă regală”.
Coroziunea metalelor
O proprietate chimică nedorită a metalelor este coroziunea lor, adică distrugerea activă (oxidarea) la contactul cu apa și sub influența oxigenului dizolvat în aceasta. (coroziune cu oxigen). De exemplu, coroziunea produselor din fier în apă este larg cunoscută, în urma căreia se formează rugina și produsele se sfărâmă în pulbere.
Coroziunea metalelor apare și în apă datorită prezenței gazelor dizolvate CO 2 și SO 2; se creează un mediu acid, iar cationii H + sunt înlocuiți de metale active sub formă de hidrogen H 2 ( coroziunea cu hidrogen).
Zona de contact dintre două metale diferite poate fi deosebit de corozivă ( coroziunea de contact). Un cuplu galvanic are loc între un metal, de exemplu Fe, și un alt metal, de exemplu Sn sau Cu, pus în apă. Fluxul de electroni merge de la metalul mai activ, care se află la stânga în seria de tensiune (Re), la metalul mai puțin activ (Sn, Cu), iar metalul mai activ este distrus (corodat).
Aceasta este ceea ce face ca suprafața din cositor să ruginească. conserve(fier de călcat acoperit cu tablă) atunci când este depozitat într-o atmosferă umedă și manipulat cu neatenție (fierul de călcat se deteriorează rapid după ce apare chiar și o mică zgârietură, permițând fierului de călcat să intre în contact cu umezeala). Dimpotrivă, suprafața zincată a unei găleți de fier nu ruginește mult timp, deoarece chiar dacă există zgârieturi, nu fierul este cel care corodează, ci zincul (un metal mai activ decât fierul).
Rezistența la coroziune pentru un metal dat crește atunci când este acoperit cu un metal mai activ sau atunci când acestea sunt topite; Astfel, acoperirea fierului cu crom sau realizarea unui aliaj de fier și crom elimină coroziunea fierului. Fier și oțel cromat care conțin crom ( oţel inoxidabil ), au rezistență ridicată la coroziune.
