La reacció química d'un àcid amb un metall és específica d'aquestes classes de compostos. En el seu curs, el protó d'hidrogen es restaura i, juntament amb l'anió àcid, es substitueix per un catió metàl·lic. Aquest és un exemple de reacció de formació de sal, encara que hi ha diversos tipus d'interaccions que no segueixen aquest principi. Procedeixen com a redox i no van acompanyats de l'evolució d'hidrogen.
Principis de les reaccions d'àcids amb metalls
Totes les reaccions d'un àcid inorgànic amb un metall condueixen a la formació de sals. L'única excepció és, potser, la reacció del metall noble amb l'aigua regia, una barreja d'àcid clorhídric i nítric. Qualsevol altra interacció d'àcids amb metalls condueix a la formació d'una sal. Si l'àcid no és ni sulfúric ni nítric concentrat, l'hidrogen molecular es divideix com a producte.
Però quan l'àcid sulfúric concentrat reacciona, la interacció amb els metalls es produeix segons el principi d'un procés redox. Per tant, es van distingir experimentalment dos tipus d'interaccions, típiquesmetalls i àcids inorgànics forts:
- reacció de metalls amb àcids diluïts;
- interacció amb àcid concentrat.
Les reaccions del primer tipus procedeixen amb qualsevol àcid. Les úniques excepcions són l'àcid sulfúric concentrat i l'àcid nítric de qualsevol concentració. Reaccionen segons el segon tipus i condueixen a la formació de sals i productes de reducció de sofre i nitrogen.
Reaccions típiques d'àcids amb metalls
Els metalls situats a l'esquerra de l'hidrogen de la sèrie electroquímica estàndard reaccionen amb l'àcid sulfúric diluït i altres àcids de diverses concentracions, amb l'excepció de l'àcid nítric, per formar una sal i alliberar hidrogen molecular. Els metalls situats a la dreta de l'hidrogen en la sèrie d'electronegativitat no poden reaccionar amb els àcids anteriors i interactuen només amb l'àcid nítric, independentment de la seva concentració, amb l'àcid sulfúric concentrat i amb l'aigua regia. Aquesta és una interacció típica dels àcids amb els metalls.
Reaccions dels metalls amb àcid sulfúric concentrat
Quan el contingut d'àcid sulfúric a la solució és superior al 68%, es considera concentrat i interacciona amb els metalls a l'esquerra i a la dreta de l'hidrogen. El principi de la reacció amb metalls de diversa activitat es mostra a la foto següent. Aquí, l'agent oxidant és l'àtom de sofre de l'anió sulfat. Es redueix a sulfur d'hidrogen, òxid de 4 valents o sofre molecular.
Reaccions amb àcid nítric diluït
Diluïtl'àcid nítric reacciona amb els metalls situats a l'esquerra i a la dreta de l'hidrogen. Durant la reacció amb metalls actius, es forma amoníac, que immediatament es dissol i interacciona amb l'anió nitrat, formant una altra sal. Amb metalls d'activitat mitjana, l'àcid reacciona amb l'alliberament de nitrogen molecular. Amb inactiu, la reacció continua amb l'alliberament d'òxid dinítric. Molt sovint, en una reacció es formen diversos productes de reducció de sofre. A l'aplicació gràfica següent es suggereixen exemples de reaccions.
Reaccions amb àcid nítric concentrat
En aquest cas, el nitrogen també actua com a agent oxidant. Totes les reaccions acaben amb la formació de sal i l'alliberament d'òxid nítric. A l'aplicació gràfica es proposen esquemes del curs de les reaccions redox. Al mateix temps, la reacció de l'aigua regia amb elements poc actius mereix una atenció especial. Aquesta interacció d'àcids amb metalls no és específica.
Reactivitat dels metalls
Els metalls reaccionen fàcilment amb els àcids, tot i que hi ha algunes substàncies inerts. Es tracta de metalls nobles i elements que tenen un alt potencial electroquímic estàndard. Hi ha una sèrie de metalls que es construeixen a partir d'aquest indicador. S'anomena sèrie de l'electronegativitat. Si el metall es troba a l'esquerra de l'hidrogen, és capaç de reaccionar amb l'àcid diluït.
Només hi ha una excepció: el ferro iL'alumini a causa de la formació d'òxids trivalents a la seva superfície no pot reaccionar amb l'àcid sense escalfar-se. Si la mescla s'escalfa, inicialment la pel·lícula d'òxid del metall entra a la reacció i després es dissol en el propi àcid. Els metalls situats a la dreta de l'hidrogen en la sèrie d'activitat electroquímica no poden reaccionar amb l'àcid inorgànic, inclòs l'àcid sulfúric diluït. Hi ha dues excepcions a la regla: aquests metalls es dissolen en àcid nítric concentrat i diluït i aigua regia. Només el rodi, el ruteni, l'iridi i l'osmi no es poden dissoldre en aquest últim.
