1.2. Хімічні властивості металів

1. Взаємодія металів з водою.

Активні метали взаємодіють з водою за кімнатної температури, метали середньої активності – при нагріванні, малоактивні метали – не взаємодіють.

K, Ca, Na	Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ti	Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Витісняють водень ЕMen+/Ме < – 0,41 В		Не взаємодіють
За кімнатної температури	За високих температур

2К + 2Н₂О = 2КОН + Н₂

Zn + H₂O ZnO + Н₂ .

2. Взаємодія металів з оксидами інших металів.

Активні метали (Mg, Al, Na) взаємодіють з оксидами інших металів:

Fe₂O₃ + 2Al Al₂O₃ + 2Fe.

3. Взаємодія металів з розчинами солей інших металів.

Метали з меншим значенням стандартного електродного потенціалу витісняють із розчинів солей метали з його більшим значенням:

CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄;

FeSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Fe.

4. Взаємодія металів з кислотами.

Метали взаємодіють з кислотами з утворенням солей. Але в залежності від активності металу, природи та концентрації кислоти продукти відновлення кислоти можуть бути різними.

Метали, що мають негативне значення стандартного електродного потенціалу (стоять в ряду до Н₂, окрім свинцю Рb) витісняють водень із кислот-неокисників: HCl, HBr, HI, HCN, H₂SO₄ (розб.), H₃PO₄, CH₃COOH за загальною схемою:

Ме + кислота ⟶ сіль + Н₂↑.

Наприклад, Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂;

Mg + H₂SO₄(розб.) = MgSO₄ + H₂.

Свинець не взаємодіє з галогенводневими кислотами і H₂SO₄(розб.), тому що на поверхні металу утворються нерозчинні плівки: PbCl₂, PbI₂, PbBr₂, PbSO₄.

З концентрованою сульфатною кислотою метали взаємодіють за схемою:

Метали	Продукти взаємодії з концентрованою H2SO4	Приклади
K, Na, Mg	H2S + сіль + H2O	4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2О
Al пасивує	щільна оксидна плівка Al2O3
Mn, Zn	S + сіль + H2O	3Мn + 4H2SO4 = 3МnSO4 + S + 4H2О
Fe пасивує	щільна оксидна плівка Fe2O3
Ni, Sn, Pb, Cu, Ag	SО2 + сіль + H2O	Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2О
Pt, Au не взаємодіють

При взаємодії металів з нітратною кислотою HNO₃ водень не відновлюється, а утворюються продукти відновлення Нітрогену ( ):

+ 8 ⟶ (NH₃, NH₄NO₃) Активність металу

+ 5 ⟶ (N₂) знижується,

+ 4 ⟶ (N₂O) концентрація

+ 3 ⟶ (NO) кислоти

+ 1 ⟶ (NO₂) збільшується

З нітратною кислотою метали взаємодіють за схемою:

Концентрована

Розведена

HNO₃

на

Fe, Cr, Al,

Au, Pt, Ir,

Та

не діє

з

іншими

важкими

металами

з

лужними та

лужноземельними

металами

з лужнозе мельними

металами, а

також з

Zn та Fe

з

важкими металами

н а

NO₂ N₂O NH₃ ( NH₄NO₃) NO

Наприклад: Ag + 2HNO₃(конц.) = AgNO₃ + NO₂ + H₂О;

3Ag + 4HNO₃(розб.) = 3AgNO₃ + NO + 2H₂О;

4Zn + 10HNO₃(розб.) = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂О;

4Zn + 10HNO₃(сильно розб.) = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂О.

5. Взаємодія металів з лугами.

Деякі метали (Zn, Be, Al, Cr, Sn, Sb), що утворюють амфотерні гідроксиди, розчиняються в водних розчинах лугів, або взаємодіють з лугами при сплавленні. Наприклад:

- в розчинах ідуть реакції:

Zn + 2NaOH + 2H₂О = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑;

2Al + 6NaOH + 6H₂О = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3H₂↑;

- при сплавленні:

2NaOH + Zn = Na₂ZnO₂ + H₂↑;

6NaOH + 2Al = 2Na₃AlO₃ + 3H₂↑.