Химичната реакция на киселина с метал е специфична за тези класове съединения. В своя ход водородният протон се възстановява и заедно с киселинния анион се заменя с метален катион. Това е пример за реакция на образуване на сол, въпреки че има няколко вида взаимодействия, които не следват този принцип. Те протичат като редокс и не са придружени от отделяне на водород.
Принципи на реакциите на киселини с метали
Всички реакции на неорганична киселина с метал водят до образуването на соли. Единственото изключение е, може би, реакцията на благородния метал с царска вода, смес от солна и азотна киселина. Всяко друго взаимодействие на киселини с метали води до образуването на сол. Ако киселината не е нито концентрирана сярна, нито азотна, тогава молекулният водород се отделя като продукт.
Но когато реагира концентрирана сярна киселина, взаимодействието с металите протича съгласно принципа на редокс процес. Следователно експериментално бяха разграничени два типа взаимодействия, типичниметали и силни неорганични киселини:
- реакция на метали с разредени киселини;
- взаимодействие с концентрирана киселина.
Реакциите от първия тип протичат с всяка киселина. Единствените изключения са концентрирана сярна киселина и азотна киселина с всякаква концентрация. Те реагират според втория тип и водят до образуване на соли и продукти на редукция на сяра и азот.
Типични реакции на киселини с метали
Метали, разположени вляво от водорода в стандартната електрохимична серия, реагират с разредена сярна киселина и други киселини с различни концентрации, с изключение на азотната киселина, за да образуват сол и да отделят молекулен водород. Металите, разположени вдясно от водорода в реда на електроотрицателността, не могат да взаимодействат с горните киселини и взаимодействат само с азотна киселина, независимо от нейната концентрация, с концентрирана сярна киселина и с царска вода. Това е типично взаимодействие на киселини с метали.
Реакции на метали с концентрирана сярна киселина
Когато съдържанието на сярна киселина в разтвора е повече от 68%, тя се счита за концентрирана и взаимодейства с метали отляво и отдясно на водорода. Принципът на реакцията с метали с различна активност е показан на снимката по-долу. Тук окислителят е серният атом в сулфатния анион. Редуцира се до сероводород, 4-валентен оксид или до молекулярна сяра.
Реакции с разредена азотна киселина
Разреденазотната киселина реагира с метали, разположени отляво и отдясно на водорода. По време на реакцията с активните метали се образува амоняк, който незабавно се разтваря и взаимодейства с нитратния анион, образувайки друга сол. С метали със средна активност киселината реагира с освобождаването на молекулен азот. При неактивен, реакцията протича с освобождаване на динитратен оксид. Най-често в една реакция се образуват няколко продукта за редукция на сярата. Примери за реакции са предложени в графичното приложение по-долу.
Реакции с концентрирана азотна киселина
В този случай азотът също действа като окислител. Всички реакции завършват с образуването на сол и отделянето на азотен оксид. В графичното приложение са предложени схеми на протичането на редокс реакциите. В същото време реакцията на царската вода с нискоактивни елементи заслужава специално внимание. Такова взаимодействие на киселини с метали е неспецифично.
Реактивност на метали
Металите реагират доста лесно с киселини, въпреки че има няколко инертни вещества. Това са благородни метали и елементи, които имат висок стандартен електрохимичен потенциал. Има редица метали, които са изградени на базата на този индикатор. Нарича се ред на електроотрицателност. Ако металът е разположен вляво от водорода в него, тогава той може да реагира с разредена киселина.
Има само едно изключение: желязо иалуминият поради образуването на 3-валентни оксиди на повърхността им не може да реагира с киселина без нагряване. Ако сместа се нагрява, тогава първоначално оксидният филм на метала влиза в реакцията и след това се разтваря в самата киселина. Металите, разположени вдясно от водорода в електрохимичния ред на активност, не могат да реагират с неорганична киселина, включително разредена сярна киселина. Има две изключения от правилото: тези метали се разтварят в концентрирана и разредена азотна киселина и царска вода. Само родий, рутений, иридий и осмий не могат да бъдат разтворени в последния.
