Επίδραση οξέων σε μέταλλα Θα περιγράψουμε την επίδραση διαλύματος υδροχλωρίου (οξύ) σε διάφορα μέταλλα -μια χημική ιδιότητα των μετάλλων
Στο διάλυμα υδροχλωρίου υπάρχουν ιόντα H+(aq) και Cl-(aq) Στους τρεις πρώτους σωλήνες βγαίνουν φυσαλίδες και το μπαλόνι φουσκώνει με το αέριο ΥΔΡΟΓΟΝΟ που παράγεται, αλλά στον τέταρτο σωλήνα δεν συμβαίνει τίποτα. Το θερμόμετρο στον πρώτο σωλήνα δείχνει ότι η αντίδραση είναι εξώθερμη.
τι ακριβώς συμβαίνει; → Fe2+(aq) Fe(s) H+(aq) → H2(g) 2 Τα μέταλλα προτιμούν να διώχνουν 1-3 ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας των ατόμων τους και να γίνονται κατιόντα (θετικά ιόντα). αντιδρώντα προϊόντα → Fe2+(aq) Fe(s) H+(aq) διώχνει 2e- → H2(g) 2 παίρνουν 2e- Fe(s) + 2H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)
αντίστοιχα, στους άλλους δύο σωλήνες… Mg(s) + H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g) 2 Al(s) + H+(aq) → Al3+(aq) + H2(g) 2Al(s)+ 6H+(aq) → 2Al3+(aq) + 3H2(g) Al(s) + 6H+(aq) → Al3+(aq) + 3H2(g) αλλά στο σωλήνα με τον χαλκό… τίποτα!
Όλα τα μέταλλα έχουν 1-3 e- στην εξωτερική στιβάδα των ατόμων τους, άρα έχουν την ικανότητα να γίνουν κατιόντα. Όμως δεν δείχνουν όλα την ίδια «προθυμία» να το κάνουν…. Μερικά μέταλλα είναι πολύ δραστικά, ενώ άλλα είναι αδρανή. Τα πολύ δραστικά μέταλλα είναι αδύνατο να βρεθούν στη φύση ελεύθερα, αφού προτιμούν να βρίσκονται με τη μορφή κατιόντων σε χημικές ενώσεις, π.χ. το Na βρίσκεται στο αλάτι ως Na+, αλλά νάτριο δεν υπάρχει στη φύση ελεύθερο. Αντίθετα ο χρυσός (Au) σχηματίζει πολύ σπάνια χημικές ενώσεις και στη φύση βρίσκεται ελεύθερος, γι’αυτό τον χρησιμοποιεί ο άνθρωπος τόσες χιλιάδες χρόνια. Για τον ίδιο λόγο, ο Fe «σκουριάζει», δηλαδή σχηματίζει χημική ένωση με το Ο2 της ατμόσφαιρας, ενώ ο χρυσός όχι.
Αυτές οι διαπιστώσεις μας οδήγησαν στο να κατατάξουμε τα μέταλλα σε μια σειρά δραστικότητας από τον πιο δραστικό Li μέχρι το πιο αδρανές Au. Η ηλεκτροχημική σειρά περιλαμβάνει και το Η2 που δεν είναι μέταλλο, γιατί έτσι να μας βοηθάει να προβλέψουμε ποια μέταλλα δίνουν αντιδράσεις με τα οξέα. Αντιδράσεις με τα οξέα δίνουν μόνο τα μέταλλα που είναι αριστερά από το υδρογόνο σε αυτή τη σειρά.