Szereg napięciowy metali

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Potencjały standardowe wybranych metali[1]
Reakcja E0 [V]
Li/Li+ -3,04
K/K+ -2,93
Ca/Ca2+ -2,87
Na/Na+ -2,71
Mg/Mg2+ -2,37
Mn/Mn2+ -1,19
Cr/Cr2+ -0,91
Zn/Zn2+ -0,76
Cr/Cr3+ -0,74
Fe/Fe2+ -0,45
Ni/Ni2+ -0,26
Sn/Sn2+ -0,14
Pb/Pb2+ -0,13
H/H+ 0
Cu/Cu2+ 0,34
Ag/Ag+ 0,8
Hg/Hg2+ 0,85
Au/Au3+ 1,5
Au/Au+ 1,7

Szereg napięciowy metali (inaczej szereg elektrochemiczny, szereg aktywności metali) to zestawienie pierwiastków chemicznych o właściwościach metalicznych, według ich potencjału standardowego E0. Punktem odniesienia dla tego zestawienia jest elektroda wodorowa, której potencjał standardowy przyjmuje się umownie za zero.

Praktyczne znaczenie szeregu napięciowego metali wynika z faktu, że metal bardziej aktywny wypiera (poza niektórymi wyjątkami) metal mniej aktywny z roztworu jego soli, zaś dobrą miarą aktywności chemicznej metali jest ich potencjał standardowy.

Szereg ważniejszych metali uporządkowany w kierunku wzrostu potencjału i zarazem spadku łatwości tworzenia kationów[1]:

Li K Na Ca Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Ag Hg Pt Au

Wnioski wynikające z szeregu napięciowego metali[edytuj]

Każdy metal o niższym potencjale normalnym wypiera z roztworu soli metal o wyższym potencjale[2].

Reguła ta nie dotyczy litowców i berylowców, które nie wypierają innych metali z wodnych roztworów, gdyż pierwszeństwo ma reakcja z wodą prowadząca do otrzymania wodorotlenków. Jedynie magnez i beryl, które reagują z wodą na gorąco, mogą wypierać w temperaturze pokojowej inne metale z roztworu. Glin nie wydziela z roztworów zawierających jony Fe2+, Zn2+, Pb2+ i Cu2+ metali, ponieważ ulega pasywacji – pokrywa się warstewką ochronną swojego tlenku. W obecności jonów Cl- niszczących powłokę tlenków możliwe jest jednak wypieranie miedzi przez glin. Wykorzystuje się to w pokazowym doświadczeniu "żarłoczny roztwór"[3].

Metale o ujemnych potencjałach normalnych mogą wypierać wodór[2]. Metale te są metalami aktywnymi, nazywane czasami nieszlachetnymi.

Reakcja przebiega tym mniej energicznie, im bliższy zera jest potencjał normalny metali.

Metale o dodatnich potencjałach normalnych nie wypierają wodoru z kwasów i bywają nazywane metalami szlachetnymi. Reagują one z kwasami tlenowymi wykazującymi właściwości utleniające.

Im bardziej ujemny potencjał normalny metalu, tym mocniejszym jest reduktorem.

Im bardziej dodatni potencjał normalny metalu, tym mocniejszym jest utleniaczem.

Przypisy

  1. a b CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 88th. Boca Raton: CRC Press, 2008, s. 8-20–8-29.
  2. a b Włodzimierz Trzebiatowski: Chemia nieorganiczna. Wyd. VIII. Warszawa: PWN, 1978, s. 354.
  3. Marek Ples: Żarłoczny roztwór - wypieranie miedzi przez glin, w obecności jonów chlorkowych (opis, zdjęcia i film). Weird science. [dostęp 2014-12-15].

Bibliografia[edytuj]