vakıflar – bir metal katyon Me + (veya metal benzeri bir katyon, örneğin bir amonyum iyonu NH4 +) ve bir hidroksit anyon OH -'den oluşan karmaşık maddeler.

Sudaki çözünürlüklerine göre bazlar ikiye ayrılır. çözünür (alkali) Ve çözünmeyen bazlar . Ayrıca sahibiz kararsız zeminler bu kendiliğinden ayrışır.

zemin alma

1. Bazik oksitlerin su ile etkileşimi. Aynı zamanda sadece normal şartlar altında su ile reaksiyona girerler. çözünür bir baza (alkali) karşılık gelen oksitler. Onlar. bu şekilde sadece alabilirsin alkaliler:

bazik oksit + su = baz

Örneğin , sodyum oksit sudaki formlar sodyum hidroksit(sodyum hidroksit):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH

aynı zamanda yaklaşık bakır (II) oksitİle su tepki vermiyor:

CuO + H 2 O ≠

2. Metallerin su ile etkileşimi. nerede su ile reaksiyona girerNormal koşullar altındasadece alkali metaller(lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum), kalsiyum, stronsiyum ve baryum.Bu durumda, bir redoks reaksiyonu meydana gelir, hidrojen oksitleyici bir madde olarak hareket eder ve bir metal, bir indirgeyici madde olarak hareket eder.

metal + su = alkali + hidrojen

Örneğin, potasyum ile reaksiyona girer su çok şiddetli:

2K 0 + 2H 2 + Ö → 2K + OH + H 2 0

3. Bazı alkali metal tuzlarının çözeltilerinin elektrolizi. Kural olarak, alkali elde etmek için elektroliz tabi tutulur alkali veya toprak alkali metaller ve anoksik asitlerin oluşturduğu tuz çözeltileri (hidroflorik hariç) - klorürler, bromürler, sülfürler vb. Bu konu makalede daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır. .

Örneğin , sodyum klorürün elektrolizi:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

4. Bazlar, diğer alkalilerin tuzlarla etkileşimi ile oluşur. Bu durumda, yalnızca çözünür maddeler etkileşime girer ve ürünlerde çözünmeyen bir tuz veya çözünmeyen bir baz oluşmalıdır:

veya

sodalı su + tuz 1 = tuz 2 ↓ + sodalı su

Örneğin: potasyum karbonat çözelti içinde kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girer:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

Örneğin: bakır (II) klorür, çözelti içinde sodyum hidroksit ile reaksiyona girer. Aynı zamanda düşer bakır(II) hidroksitin mavi çökeltisi:

CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl

Kimyasal özelliklerçözünmeyen bazlar

1. Çözünmeyen bazlar, güçlü asitler ve bunların oksitleriyle etkileşime girer (ve bazı orta asitler). Aynı zamanda oluşturdukları tuz ve su.

çözünmeyen baz + asit = tuz + su

çözünmeyen baz + asit oksit = tuz + su

Örneğin ,bakır (II) hidroksit, güçlü hidroklorik asit ile etkileşime girer:

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H20

Bu durumda, bakır (II) hidroksit, asidik oksit ile etkileşime girmez. zayıf karbonik asit - karbondioksit:

Cu(OH)2 + CO2 ≠

2. Çözünmeyen bazlar ısıtıldığında oksit ve suya ayrışır.

Örneğin, demir (III) hidroksit, kalsine edildiğinde demir (III) oksit ve suya ayrışır:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

3. Çözünmeyen bazlar etkileşime girmezamfoterik oksitler ve hidroksitler ile.

çözünmez baz + amfoterik oksit ≠

çözünmez baz + amfoterik hidroksit ≠

4. Bazı çözünmeyen bazlar şu şekilde davranabilir:indirgeyici ajanlar. İndirgeyici maddeler, metallerin oluşturduğu bazlardır. minimum veya ara oksidasyon durumu oksidasyon durumlarını artırabilen (demir (II) hidroksit, krom (II) hidroksit, vb.).

Örneğin , demir (II) hidroksit, suyun demir (III) hidroksit varlığında atmosferik oksijenle oksitlenebilir:

4Fe +2 (OH) 2 + Ö 2 0 + 2H 2 Ö → 4Fe +3 (O -2 H) 3

Alkalilerin kimyasal özellikleri

1. Alkaliler herhangi biriyle etkileşime girer asitler - hem güçlü hem de zayıf . Bu durumda tuz ve su oluşur. Bu reaksiyonlar denir nötralizasyon reaksiyonları. muhtemelen eğitim asit tuzu, asit polibazik ise, belirli bir reaktif oranında veya aşırı asit. İÇİNDE aşırı alkali ortalama tuz ve su oluşur:

alkali (fazla) + asit \u003d orta tuz + su

alkali + polibazik asit (fazla) = asit tuzu + su

Örneğin , sodyum hidroksit, tribazik fosforik asit ile etkileşime girdiğinde 3 tip tuz oluşturabilir: dihidrofosfatlar, fosfatlar veya hidrofosfatlar.

Bu durumda, dihidrofosfatlar fazla asitte veya reaktiflerin 1:1 molar oranında (madde miktarlarının oranı) oluşur.

NaOH + H3PO4 → NaH2P04 + H2O

Alkali ve asit miktarının 2: 1 molar oranı ile hidrofosfatlar oluşur:

2NaOH + H3PO4 → Na2HP04 + 2H2O

Alkali fazlalığında veya 3:1 alkali ve asit molar oranında, bir alkali metal fosfat oluşur.

3NaOH + H3PO4 → Na3P04 + 3H2O

2. Alkaliler ile etkileşimamfoterik oksitler ve hidroksitler. nerede eriyikte ortak tuzlar oluşur , A çözelti halinde - karmaşık tuzlar .

alkali (eriyik) + amfoterik oksit = orta tuz + su

sodalı su (eriyik) + amfoterik hidroksit = orta tuz + su

alkali (çözelti) + amfoterik oksit = kompleks tuz

alkali (çözelti) + amfoterik hidroksit = kompleks tuz

Örneğin , alüminyum hidroksit sodyum hidroksit ile reaksiyona girdiğinde erimede sodyum alüminat oluşur. Daha asidik hidroksit, bir asit kalıntısı oluşturur:

NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO2 + 2H20

A çözümde karmaşık bir tuz oluşur:

NaOH + Al(OH)3 = Na

Karmaşık bir tuzun formülünün nasıl derlendiğine dikkat edin:önce merkez atomu seçiyoruz (içinkural olarak, amfoterik hidroksitten elde edilen bir metaldir).Sonra ona ekle ligandlar- bizim durumumuzda bunlar hidroksit iyonlarıdır. Ligandların sayısı, kural olarak, merkez atomun oksidasyon durumundan 2 kat daha fazladır. Ancak alüminyum kompleksi bir istisnadır, ligand sayısı çoğunlukla 4'tür. Ortaya çıkan parçayı köşeli parantez içine alıyoruz - bu karmaşık bir iyon. Yükünü belirliyoruz ve dışarıdan gerekli sayıda katyon veya anyon ekliyoruz.

3. Alkaliler asidik oksitlerle etkileşime girer. oluşturmak mümkündür ekşi veya orta tuzlu, alkali ve asit oksidin molar oranına bağlı olarak. Alkali fazlalığında ortalama bir tuz oluşur ve fazla asidik oksitte asit tuzu oluşur:

alkali (fazla) + asit oksit \u003d orta tuz + su

veya:

alkali + asit oksit (fazla) = asit tuzu

Örneğin , etkileşime girerken fazla sodyum hidroksit Karbondioksit ile sodyum karbonat ve su oluşur:

2NaOH + CO2 \u003d Na2C03 + H20

Ve etkileşime girerken fazla karbondioksit sodyum hidroksit ile sadece sodyum bikarbonat oluşur:

2NaOH + CO2 = NaHC03

4. Alkaliler tuzlarla etkileşime girer. alkaliler reaksiyona girer sadece çözünür tuzlarlaçözümde, şartıyla ürünler gaz veya çökelti oluşturur . Bu reaksiyonlar mekanizmaya göre ilerler. iyon değişimi.

alkali + çözünür tuz = tuz + karşılık gelen hidroksit

Alkaliler, çözünmeyen veya kararsız hidroksitlere karşılık gelen metal tuzlarının çözeltileriyle etkileşime girer.

Örneğin, sodyum hidroksit, çözeltide bakır sülfat ile etkileşime girer:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

Ayrıca alkaliler, amonyum tuzlarının çözeltileriyle etkileşime girer.

Örneğin , potasyum hidroksit, amonyum nitrat çözeltisi ile etkileşime girer:

NH4 + NO3 - + K + OH - \u003d K + NO3 - + NH3 + H20

! Amfoterik metallerin tuzları, fazla miktarda alkali ile etkileşime girdiğinde, karmaşık bir tuz oluşur!

Bu konuya daha detaylı bakalım. Eğer metalin oluşturduğu tuz amfoterik hidroksit , az miktarda alkali ile etkileşime girer, ardından normal değişim reaksiyonu devam eder ve çökelirbu metalin hidroksiti .

Örneğin , fazla çinko sülfat çözelti içinde potasyum hidroksit ile reaksiyona girer:

ZnS04 + 2KOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + K2S04

Ancak bu tepkimede baz oluşmaz, foterik hidroksit. Ve yukarıda da belirttiğimiz gibi, amfoterik hidroksitler, kompleks tuzlar oluşturmak için fazla alkalilerde çözünür . T Böylece çinko sülfat ile etkileşimi sırasında fazla alkali solüsyon kompleks bir tuz oluşur, çökelti oluşmaz:

ZnS04 + 4KOH \u003d K2 + K2S04

Böylece, amfoterik hidroksitlere karşılık gelen metal tuzlarının alkalilerle etkileşimi için 2 şema elde ediyoruz:

amfoterik metal tuzu (fazla) + alkali = amfoterik hidroksit↓ + tuz

amph.metal tuzu + alkali (fazla) = kompleks tuz + tuz

5. Alkaliler asidik tuzlarla etkileşime girer.Bu durumda orta tuzlar veya daha az asidik tuzlar oluşur.

ekşi tuz + alkali \u003d orta tuz + su

Örneğin , Potasyum hidrosülfit, potasyum sülfit ve su oluşturmak için potasyum hidroksit ile reaksiyona girer:

KHSO 3 + KOH \u003d K2S03 + H20

Bir asit tuzunu zihinsel olarak 2 maddeye - bir asit ve bir tuz - ayırarak asit tuzlarının özelliklerini belirlemek çok uygundur. Örneğin, sodyum bikarbonat NaHC03'ü ürik asit H2C03 ve sodyum karbonat Na2C03'e ayırırız. Bikarbonatın özellikleri büyük ölçüde karbonik asidin özellikleri ve sodyum karbonatın özellikleri tarafından belirlenir.

6. Alkaliler çözelti halindeki metallerle etkileşime girer ve erir. Bu durumda çözeltide bir redoks reaksiyonu oluşur. karmaşık tuz Ve hidrojen, eriyikte - orta tuzlu Ve hidrojen.

Not! Yalnızca bu metaller, metalin minimum pozitif oksidasyon durumuna sahip oksidin amfoterik olduğu çözeltide alkalilerle reaksiyona girer!

Örneğin , ütü alkali bir çözelti ile reaksiyona girmez, demir (II) oksit baziktir. A alüminyum sulu bir alkali çözeltisinde çözünür, alüminyum oksit amfoteriktir:

2Al + 2NaOH + 6H2 + O = 2Na + 3H2 0

7. Alkaliler metal olmayanlarla etkileşime girer. Bu durumda redoks reaksiyonları gerçekleşir. Genellikle, alkalilerde orantısız metal olmayanlar. tepki verme alkaliler ile oksijen, hidrojen, nitrojen, karbon ve inert gazlar (helyum, neon, argon, vs.):

NaOH + O2 ≠

NaOH + N2 ≠

NaOH+C≠

Kükürt, klor, brom, iyot, fosfor ve diğer metal olmayanlar oransız alkalilerde (yani kendi kendini oksitleme-kendi kendini onarma).

örneğin, klorile etkileşime geçtiğinde soğuk alkali-1 ve +1 oksidasyon durumlarına geçer:

2NaOH + Cl2 0 \u003d NaCl - + NaOCl + + H20

Klor ile etkileşime geçtiğinde sıcak sodalı su-1 ve +5 oksidasyon durumlarına girer:

6NaOH + Cl2 0 \u003d 5NaCl - + NaCl + 5 O3 + 3H20

Silikon alkaliler tarafından +4 oksidasyon durumuna oksitlenir.

Örneğin, çözümde:

2NaOH + Si 0 + H2 + O \u003d NaCl - + Na2Si + 4 O3 + 2H2 0

Flor alkalileri okside eder:

2F 2 0 + 4NaO -2 H \u003d O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

Makalede bu reaksiyonlar hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

8. Alkaliler ısıtıldığında ayrışmazlar.

İstisna, lityum hidroksittir:

2LiOH \u003d Li20 + H20

içinde ise periyodik tablo berilyumdan astatine bir köşegen çizmek için Mendeleev'in öğeleri, ardından köşegen boyunca sol altta metal öğeler olacaktır (bunlar ayrıca mavi renkle vurgulanmış ikincil alt grupların öğelerini de içerir) ve sağ üstte - metal olmayan öğeler (vurgulanmış sarı). Köşegenin yakınında bulunan elementler - yarı metaller veya metaloidler (B, Si, Ge, Sb, vb.) ikili bir karaktere sahiptir (pembe ile vurgulanmıştır).

Şekilden de görülebileceği gibi elementlerin büyük çoğunluğu metaldir.

Metaller, kimyasal yapıları gereği, atomları dış veya ön-dış enerji seviyelerinden elektron bağışlayan, böylece pozitif yüklü iyonlar oluşturan kimyasal elementlerdir.

Hemen hemen tüm metaller, dış enerji seviyesinde nispeten büyük yarıçaplara ve az sayıda elektrona (1'den 3'e kadar) sahiptir. Metaller, düşük elektronegatiflik değerleri ve indirgeme özellikleri ile karakterize edilir.

En tipik metaller dönemlerin başında yer alır (ikinciden başlayarak), soldan sağa doğru metalik özellikler zayıflar. Yukarıdan aşağıya bir grupta, atomların yarıçapı arttığından (enerji seviyelerinin sayısındaki artıştan dolayı) metalik özellikler artar. Bu, elementlerin elektronegatifliğinde (elektronları çekme yeteneği) bir azalmaya ve indirgeme özelliklerinde (kimyasal reaksiyonlarda diğer atomlara elektron verme yeteneği) bir artışa yol açar.

tipik metaller s-elemanlarıdır (Li'den Fr'ye IA grubunun elemanları. Mg'den Ra'ya PA grubunun elemanları). Atomlarının genel elektronik formülü ns 1-2'dir. Sırasıyla oksidasyon durumları + I ve + II ile karakterize edilirler.

Tipik metal atomlarının dış enerji seviyesindeki az sayıda elektron (1-2), bu elektronların kolayca kaybolduğunu ve düşük elektronegatiflik değerlerini yansıtan güçlü indirgeme özellikleri sergilediğini düşündürür. Bu, tipik metalleri elde etmek için sınırlı kimyasal özellikler ve yöntemler anlamına gelir.

Tipik metallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının metal olmayan atomlarla katyonlar ve iyonik kimyasal bağlar oluşturma eğilimidir. Tipik metallerin metal olmayan bileşikleri iyonik kristallerdir "metal olmayanın metal katyonu anyonu", örneğin K + Br -, Ca2+ O2-. Tipik metal katyonları ayrıca kompleks anyonlara sahip bileşiklere - hidroksitler ve tuzlar, örneğin Mg2+ (OH -) 2, (Li +) 2C03 2- dahildir.

Be-Al-Ge-Sb-Po Periyodik Cetvelinde amfoter köşegeni oluşturan A grubu metaller ve bunlara bitişik metaller (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) tipik olarak metalik özellikler göstermezler. . Atomlarının genel elektronik formülü ns 2 np 0-4 oksidasyon durumlarının daha çeşitli olduğunu, kendi elektronlarını tutmada daha büyük bir yeteneği, indirgeme yeteneklerinde kademeli bir azalmayı ve özellikle oksidasyon kabiliyetinin görünümünü ifade eder. yüksek dereceler oksidasyon (tipik örnekler, Tl III, Pb IV, Bi v bileşikleridir). Benzer kimyasal davranış aynı zamanda çoğu (d-elementleri, yani Periyodik sistemdeki B-gruplarının elementleri) için de karakteristiktir ( tipik örnekler- amfoterik elementler Cr ve Zn).

Hem metalik (bazik) hem de metalik olmayan dualite (amfoterik) özelliklerin bu tezahürü, kimyasal bağın doğasından kaynaklanmaktadır. Katı halde, atipik metallerin metal olmayan bileşikleri ağırlıklı olarak kovalent bağlar içerir (ancak metal olmayanlar arasındaki bağlardan daha az güçlüdür). Çözeltide bu bağlar kolayca kırılır ve bileşikler iyonlara ayrışır (tamamen veya kısmen). Örneğin, galyum metali Ga2 moleküllerinden oluşur, katı halde alüminyum ve cıva (II) klorürler AlCl3 ve HgCl2 güçlü kovalent bağlar içerir, ancak bir çözeltide AlCl3 neredeyse tamamen ayrışır ve HgCl2 - çok küçük ölçüde (ve sonra HgCl + ve Cl - iyonlarına).

Metallerin genel fiziksel özellikleri

Kristal kafeste serbest elektronların ("elektron gazı") bulunması nedeniyle, tüm metaller aşağıdaki karakteristik genel özellikleri sergiler:

1) Plastik- kolayca şekil değiştirme, bir tel haline getirme, ince tabakalar halinde yuvarlama yeteneği.

2) Metalik parlaklık ve opaklık. Bunun nedeni, serbest elektronların metal üzerine gelen ışıkla etkileşimidir.

3) Elektiriksel iletkenlik. Küçük bir potansiyel farkın etkisi altında serbest elektronların negatiften pozitif kutba yönlendirilmiş hareketi ile açıklanır. Isıtıldığında elektrik iletkenliği azalır, çünkü. sıcaklık yükseldikçe, kristal kafesin düğümlerindeki atomların ve iyonların titreşimleri artar, bu da "elektron gazının" yönlendirilmiş hareketini zorlaştırır.

4) Termal iletkenlik. Bunun nedeni, sıcaklığın metalin kütlesi ile hızla eşitlenmesi nedeniyle serbest elektronların yüksek hareketliliğidir. En yüksek termal iletkenlik bizmut ve cıvadadır.

5) Sertlik. En zoru kromdur (camı keser); en yumuşak - alkali metaller - potasyum, sodyum, rubidyum ve sezyum - bıçakla kesilir.

6) Yoğunluk. Ne kadar küçükse, metalin atomik kütlesi o kadar küçük ve atomun yarıçapı o kadar büyük. En hafifi lityumdur (ρ=0,53 g/cm3); en ağırı osmiyumdur (ρ=22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ten az olan metaller "hafif metaller" olarak kabul edilir.

7) Erime ve kaynama noktaları. En eriyen metal cıvadır (m.p. = -39°C), en dayanıklı metal tungstendir (t°m. = 3390°C). t°pl olan metaller 1000°C'nin üzerinde refrakter, - düşük erime noktası olarak kabul edilir.

Metallerin genel kimyasal özellikleri

Güçlü indirgeyici ajanlar: Me 0 – nē → Me n +

Sulu çözeltilerdeki redoks reaksiyonlarında metallerin karşılaştırmalı aktivitesini bir dizi stres karakterize eder.

I. Metallerin metal olmayanlarla reaksiyonları

1) Oksijen ile:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Kükürt ile:
Hg + S → HgS

3) Halojenlerle:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Azot ile:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Fosforlu:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Hidrojen ile (yalnızca alkali ve toprak alkali metaller reaksiyona girer):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H2 → CaH2

II. Metallerin asitlerle reaksiyonları

1) H'ye kadar elektrokimyasal voltaj serisinde duran metaller, oksitleyici olmayan asitleri hidrojene indirger:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

2Al+ 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

6Na + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2

2) Oksitleyici asitlerle:

Herhangi bir konsantrasyondaki nitrik asit ve konsantre sülfürik asidin metallerle etkileşiminde hidrojen asla salınmaz!

Zn + 2H 2 SO 4 (K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4(K) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (c) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (c) + Сu → Сu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Metallerin su ile etkileşimi

1) Aktif (alkali ve toprak alkali metaller) çözünür bir baz (alkali) ve hidrojen oluşturur:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Ca+ 2H2O → Ca(OH)2 + H2

2) Orta aktiviteye sahip metaller okside ısıtıldığında su ile oksitlenir:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Etkin değil (Au, Ag, Pt) - tepki vermeyin.

IV. Tuzlarının çözeltilerinden daha az aktif metallerin daha aktif metallerle yer değiştirmesi:

Cu + HgCl2 → Hg + CuCl2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

Endüstride genellikle saf metaller değil, bunların karışımları kullanılır - alaşımlar bir metalin faydalı özelliklerinin diğerinin faydalı özellikleri ile tamamlandığı bir metaldir. Bu nedenle, bakırın sertliği düşüktür ve makine parçalarının imalatında çok az kullanılırken, çinko ile bakır alaşımları ( pirinç) zaten oldukça zordur ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum yüksek sünekliğe ve yeterli hafifliğe (düşük yoğunluk) sahiptir, ancak çok yumuşaktır. Temel olarak, magnezyum, bakır ve manganez içeren bir alaşım hazırlanır - duralumin (duralumin), kaybetmeden faydalı özellikler alüminyum, yüksek sertlik kazanır ve uçak endüstrisinde uygun hale gelir. Karbonlu demir alaşımları (ve diğer metallerin ilaveleri) yaygın olarak bilinmektedir. dökme demir Ve çelik.

Serbest formdaki metaller indirgeyici ajanlar. Bununla birlikte, bazı metallerin reaktivitesi, kaplı olmaları nedeniyle düşüktür. yüzey oksit filmi, V değişen dereceler su, asit ve alkali çözeltileri gibi kimyasal reaktiflerin etkisine karşı dirençlidir.

Örneğin, kurşun her zaman bir oksit film ile kaplanır, çözeltiye geçişi sadece bir reaktife (örneğin, seyreltik nitrik asit) maruz kalmayı değil, aynı zamanda ısıtmayı da gerektirir. Alüminyum üzerindeki oksit film, su ile reaksiyonunu engeller, ancak asitlerin ve alkalilerin etkisi altında yok edilir. Gevşek oksit filmi (pas), nemli havada demir yüzeyinde oluşan, demirin daha fazla oksidasyonuna müdahale etmez.

Etkisi altında konsantre asitler metallerde oluşur sürdürülebilir oksit filmi. Bu fenomen denir pasivasyon. Yani, konsantre sülfürik asit Be, Bi, Co, Fe, Mg ve Nb gibi metalleri pasifleştirin (ve daha sonra asitle reaksiyona girmeyin) ve konsantre nitrik asit - metaller Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th ve Ü.

Asidik çözeltilerde oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde, çoğu metal, yükü bileşiklerdeki (Na +, Ca2+, A13+, Fe2+ ve Fe3) belirli bir elementin kararlı oksidasyon durumu ile belirlenen katyonlara dönüşür. +)

Asidik bir çözeltide metallerin indirgeme aktivitesi, bir dizi baskı ile iletilir. Çoğu metal, bir hidroklorik ve seyreltik sülfürik asit çözeltisine dönüştürülür, ancak Cu, Ag ve Hg - yalnızca sülfürik (konsantre) ve nitrik asitler ve Pt ve Au - "aqua regia".

metallerin korozyonu

Metallerin istenmeyen bir kimyasal özelliği, yani su ile temas halinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif yıkımlarıdır (oksidasyon). (oksijen korozyonu).Örneğin, demir ürünlerinin sudaki korozyonu yaygın olarak bilinir, bunun sonucunda pas oluşur ve ürünler toz haline gelir.

Metallerin korozyonu, çözünmüş CO 2 ve SO 2 gazlarının varlığından dolayı suda da devam eder; asidik bir ortam yaratılır ve H + katyonları, aktif metaller tarafından hidrojen H 2 ( hidrojen korozyonu).

İki farklı metal arasındaki temas noktası özellikle aşındırıcı olabilir ( temas korozyonu). Fe gibi bir metal ile suya konulan Sn veya Cu gibi başka bir metal arasında galvanik bir çift oluşur. Elektron akışı, voltaj serisinin (Re) solundaki daha aktif metalden daha az aktif metale (Sn, Cu) gider ve daha aktif metal yok edilir (korozyon).

Bu nedenle, teneke kutuların (kalay kaplı demir) kalaylı yüzeyi, nemli bir ortamda saklandığında ve dikkatsizce kullanıldığında paslanır (demir, en küçük bir çizik bile göründükten sonra hızla çökerek demirin nemle temas etmesine neden olur). Aksine, bir demir kovanın galvanizli yüzeyi uzun süre paslanmaz, çünkü çizikler olsa bile paslanan demir değil, çinkodur (demirden daha aktif bir metal).

Belirli bir metal için korozyon direnci, daha aktif bir metal ile kaplandığında veya bunlar kaynaştırıldığında artar; örneğin demiri kromla kaplamak veya demiri kromla alaşım yapmak demirin korozyonunu ortadan kaldırır. Krom kaplı demir ve krom içeren çelik ( paslanmaz çelik) yüksek korozyon direncine sahiptir.

elektrometalurjiörn., eriyiklerin (en aktif metaller için) veya tuz çözeltilerinin elektrolizi yoluyla metallerin elde edilmesi;

pirometalürjiörn., yüksek sıcaklıktaki cevherlerden metallerin geri kazanılması (örneğin, yüksek fırın işleminde demir üretimi);

hidrometalurji, yani, metallerin daha aktif metaller tarafından tuzlarının çözeltilerinden izolasyonu (örneğin, çinko, demir veya alüminyumun etkisiyle bir CuS04 çözeltisinden bakır üretimi).

Doğal metaller bazen doğada bulunur (tipik örnekler Ag, Au, Pt, Hg'dir), ancak daha sıklıkla metaller bileşikler biçimindedir ( metal cevherler). Yerkabuğundaki yaygınlığa göre metaller farklıdır: en yaygın olandan - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) en nadir olana - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Metaller ile kastedilen, en basit maddeler biçiminde sunulan bir grup elementtir. Yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, pozitif sıcaklık direnç katsayısı, yüksek süneklik ve metalik parlaklık gibi karakteristik özelliklere sahiptirler.

Keşfedilen 118 kimyasal elementin şu an, metaller şunları içermelidir:

• toprak alkali metaller grubu arasında 6 element;
• alkali metaller arasında 6 element;
• geçiş metalleri arasında 38;
• hafif metaller grubunda 11;
• yarı metaller arasında 7 element,
• lantanitler ve lantan arasında 14,
• Aktinitler ve aktinyumlar grubunda 14,
• Tanımın dışında berilyum ve magnezyum vardır.

Buna göre 96 element metallere aittir. Metallerin neyle reaksiyona girdiğine daha yakından bakalım. Çoğu metal, dış elektronik seviyede 1'den 3'e kadar az sayıda elektrona sahip olduğundan, reaksiyonlarının çoğunda indirgeyici ajanlar olarak hareket edebilirler (yani elektronlarını diğer elementlere bağışlarlar).

En basit elementlerle reaksiyonlar

• Altın ve platine ek olarak, kesinlikle tüm metaller oksijenle reaksiyona girer. Gümüşle reaksiyonun yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiğine, ancak normal sıcaklıklarda gümüş(II) oksidin oluşmadığına da dikkat edin. Metalin özelliklerine bağlı olarak oksijen ile reaksiyonu sonucunda oksitler, süperoksitler ve peroksitler oluşur.

İşte kimyasal oluşumların her birinin örnekleri:

1. lityum oksit - 4Li + O2 \u003d 2Li20;
2. potasyum süperoksit - K + O2 \u003d KO2;
3. sodyum peroksit - 2Na + O2 \u003d Na202.

Peroksitten oksit elde edilebilmesi için aynı metal ile indirgenmesi gerekir. Örneğin, Na202 + 2Na \u003d 2Na20. Düşük aktif ve orta metallerde, benzer bir reaksiyon yalnızca ısıtıldığında meydana gelir, örneğin: 3Fe + 2O2 \u003d Fe304.

• Metaller nitrojenle yalnızca aktif metallerle reaksiyona girebilir, ancak yalnızca lityum oda sıcaklığında etkileşime girerek nitrürler oluşturabilir - 6Li + N2 \u003d 2Li3N, ancak ısıtıldığında böyle bir kimyasal reaksiyon meydana gelir 2Al + N2 \u003d 2AlN , 3Ca + N2 = Ca3N2 .
• Kesinlikle tüm metaller, altın ve platin hariç, oksijenin yanı sıra kükürt ile reaksiyona girer. Demirin yalnızca kükürt ile ısıtıldığında etkileşime girerek bir sülfit oluşturduğuna dikkat edin: Fe+S=FeS
• Sadece aktif metaller hidrojen ile reaksiyona girebilir. Bunlar, berilyum hariç, IA ve IIA gruplarının metallerini içerir. Bu tür reaksiyonlar, yalnızca ısıtıldığında hidritler oluşturarak gerçekleştirilebilir.

  Hidrojenin oksidasyon durumu?1 olarak kabul edildiğinden, içindeki metaller bu durum indirgeyici maddeler olarak hareket eder: 2Na+H2 =2NaH.

• En aktif metaller ayrıca karbon ile reaksiyona girer. Bu reaksiyon sonucunda asetilenitler veya metanitler oluşur.

Hangi metallerin suyla reaksiyona girdiğini ve bu reaksiyon sonucunda ne verdiklerini düşünün. Asetilenler su ile etkileşime girdiğinde asetilen verecek ve suyun metanitlerle reaksiyonu sonucunda metan elde edilecektir. İşte bu reaksiyonlara örnekler:

1. Asetilen - 2Na + 2C \u003d Na2C2;
2. Metan - Na2C2 + 2H20 \u003d 2NaOH + C2H2.

Asitlerin metallerle reaksiyonu

Asitli metaller de farklı şekilde reaksiyona girebilir. Tüm asitlerle, yalnızca metallerin elektrokimyasal aktivite serisinde bulunan metaller hidrojene reaksiyona girer.

Metallerin ne ile reaksiyona girdiğini gösteren bir ikame reaksiyonu örneği verelim. Başka bir şekilde, böyle bir reaksiyona redoks reaksiyonu denir: Mg + 2HCl \u003d MgCl2 + H2^.

Bazı asitler ayrıca hidrojenden sonra gelen metallerle etkileşime girebilir: Cu + 2H2S04 \u003d CuS04 + S02^ + 2H20.

Böyle bir seyreltik asidin metal ile aşağıdaki klasik şemaya göre reaksiyona girebileceğini unutmayın: Mg + H2S04 \u003d MgS04 + H2^.

Metal atomlarının yapısı, yalnızca basit maddelerin - metallerin karakteristik fiziksel özelliklerini değil, aynı zamanda genel kimyasal özelliklerini de belirler.

Büyük bir çeşitlilikle, metallerin tüm kimyasal reaksiyonları redokstur ve yalnızca iki tip olabilir: bileşikler ve ikameler. Metaller, oluşan bileşiklerde yalnızca pozitif bir oksidasyon durumu göstermek için kimyasal reaksiyonlar sırasında elektron bağışlayabilir, yani indirgeyici maddeler olabilirler.

İÇİNDE Genel görünüm bu bir diyagramda ifade edilebilir:
Ben 0 - ne → Ben + n,
burada Me - metal - basit bir madde ve Me 0 + n - metal kimyasal element bağlantıda.

Metaller, değerlik elektronlarını metal olmayan atomlara, hidrojen iyonlarına, diğer metal iyonlarına bağışlayabilir ve bu nedenle metal olmayanlarla - basit maddeler, su, asitler, tuzlar - reaksiyona girer. Bununla birlikte, metallerin indirgeme kabiliyeti farklıdır. Metallerin çeşitli maddelerle reaksiyon ürünlerinin bileşimi de maddelerin oksitleme kabiliyetine ve reaksiyonun ilerlediği koşullara bağlıdır.

Yüksek sıcaklıklarda çoğu metal oksijende yanar:

2Mg + O2 \u003d 2MgO

Bu koşullar altında sadece altın, gümüş, platin ve diğer bazı metaller oksitlenmez.

Birçok metal halojenlerle ısınmadan reaksiyona girer. Örneğin, alüminyum tozu brom ile karıştırıldığında tutuşur:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Metaller su ile etkileşime girdiğinde, bazen hidroksitler oluşur. Alkali metallerin yanı sıra kalsiyum, stronsiyum, baryum normal koşullar altında su ile çok aktif bir şekilde etkileşime girer. Bu reaksiyonun genel şeması şöyle görünür:

Ben + HOH → Ben(OH) n + H 2

Diğer metaller ısıtıldığında su ile reaksiyona girer: Kaynadığında magnezyum, kırmızı renkte kaynadığında su buharındaki demir. Bu durumlarda metal oksitler elde edilir.

Metal bir asitle reaksiyona girerse, ortaya çıkan tuzun bir parçasıdır. Bir metal asit çözeltileriyle etkileşime girdiğinde, o çözeltide bulunan hidrojen iyonları tarafından oksitlenebilir. Genel formdaki kısaltılmış iyonik denklem aşağıdaki gibi yazılabilir:

Ben + nH + → Ben n + + H 2

Konsantre sülfürik ve nitrik asitler gibi oksijen içeren asitlerin anyonları, hidrojen iyonlarından daha güçlü oksitleyici özelliklere sahiptir. Bu nedenle bakır ve gümüş gibi hidrojen iyonları tarafından oksitlenemeyen metaller bu asitlerle reaksiyona girer.

Metaller tuzlarla etkileşime girdiğinde, bir ikame reaksiyonu meydana gelir: ikame edicinin atomlarından gelen elektronlar - daha aktif metal, ikame edicinin iyonlarına geçer - daha az aktif metal. Daha sonra ağ, tuzlardaki metali metal ile değiştirir. Bu reaksiyonlar tersine çevrilemez: eğer A metali bir tuz çözeltisinden B metalinin yerini alıyorsa, B metali bir tuz çözeltisinden A metalinin yerini almayacaktır.

Metallerin, tuzlarının sulu çözeltilerinden birbirlerinden uzaklaşma reaksiyonlarında ortaya çıkan azalan kimyasal aktivite sırasına göre, metaller, metallerin elektrokimyasal voltaj (aktivite) serisinde bulunur:

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

Bu sıranın solunda yer alan metaller daha aktiftirler ve kendilerini takip eden metalleri tuz çözeltilerinden uzaklaştırabilirler.

Hidrojen, pozitif yüklü iyonlar oluşturmak için metallerle ortak bir özelliği paylaşan tek metal olmayan metal olarak, metallerin elektrokimyasal voltaj serisine dahil edilir. Bu nedenle hidrojen, tuzlarında bazı metallerin yerini alır ve asitlerde birçok metalle yer değiştirebilir, örneğin:

Zn + 2 HCI \u003d ZnCl2 + H2 + Q

Hidrojene kadar elektrokimyasal voltaj dizisinde duran metaller, onu birçok asit (hidroklorik, sülfürik vb.) Çözeltilerinden uzaklaştırır ve onu takip edenlerin tümü, örneğin, bakırın yerini almaz.

blog.site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.

28. derste" Suyun kimyasal özellikleri» kurstan « Aptallar için kimya» suyun çeşitli maddelerle etkileşimini öğrenin.

Normal şartlar altında su, diğer maddelere göre oldukça aktif bir maddedir. Bu, birçoğu ile kimyasal reaksiyonlara girdiği anlamına gelir.

Bir gaz halindeki karbon monoksit (IV) CO2 (karbondioksit) jeti suya yönlendirilirse, bunun bir kısmı içinde çözülür (Şek. 109).

Aynı zamanda, çözeltide, yeni bir maddenin oluşması sonucu bileşiğin kimyasal bir reaksiyonu meydana gelir - karbonik asit H2C03:

Bir notta: Toplama karbon dioksit Suyun üstünde J. Priestley, gazın bir kısmının suda çözüldüğünü ve ona hoş bir mayhoş tat verdiğini keşfetti. Aslında, Priestley gazoz ya da gazoz gibi bir içecek alan ilk kişiydi.vay, su.

Bileşik reaksiyon, suya bir katı eklenirse de oluşur. fosfor(V) oksit P 2 O 5. Bu durumda, oluşum ile kimyasal bir reaksiyon gerçekleşir. fosforik asit H3PO4(Şek. 110):

CO 2 ve P 2 O 5'in su ile etkileşimi ile elde edilen çözeltileri test edelim, gösterge metil oranjdır. Bunu yapmak için, elde edilen solüsyonlara 1-2 damla gösterge solüsyonu ekleyin. Gösterge rengi turuncudan turuncuya değişecektir. kırmızı ne söyler varlığı hakkındaçözeltilerdeki asitler. Bu, C02 ve P205'in su ile etkileşimi sırasında H2C03 ve H3P04 asitlerinin gerçekten oluştuğu anlamına gelir.

Su ile etkileşime girdiğinde asit oluşturan CO 2 ve P 2 O 5 gibi oksitler şu şekilde sınıflandırılır: asit oksitler.

asit oksitler asitlerin karşılık geldiği oksitlerdir.

Bazı asit oksitler ve bunlara karşılık gelen asitler Tablo 11'de listelenmiştir. Bunların metal olmayan elementlerin oksitleri olduğuna dikkat edin. Genel olarak, metal olmayan oksitler asidik oksitlerdir.

Metal oksitlerle etkileşim

Su, metal oksitlerle metal olmayan oksitlerden farklı şekilde reaksiyona girer.

Kalsiyum oksit CaO'nun su ile etkileşimini inceliyoruz. Bunu yapmak için bir bardak suya az miktarda CaO koyun ve iyice karıştırın. Bu durumda, bir kimyasal reaksiyon gerçekleşir:

bunun sonucunda bazlar sınıfına ait yeni bir Ca (OH) 2 maddesi oluşur. Aynı şekilde lityum ve sodyum oksitleri de su ile reaksiyona girer. Aynı zamanda bazlar da oluşur, örneğin:

Bir sonraki derste üsler hakkında daha fazla bilgi edineceksiniz. Bazlara karşılık gelen metal oksitler denir bazik oksitler.

temel oksitler bazlara karşılık gelen oksitlerdir.

Tablo 12, bazı temel oksitler ve bunlara karşılık gelen bazlar için formülleri listeler. Asidik oksitlerin aksine, bazik oksitlerin metal atomları içerdiğini unutmayın. Metal oksitlerin çoğu bazik oksitlerdir.

Her bazik oksidin karşılık gelen bir bazı olmasına rağmen, tüm bazik oksitler CaO gibi su ile reaksiyona girerek baz oluşturmazlar.

metallerle etkileşim

Normal koşullar altında aktif metaller (K, Na, Ca, Ba vb.) su ile şiddetli reaksiyona girer:

Bu reaksiyonlar hidrojeni serbest bırakır ve suda çözünür bazlar oluşturur.

Kimyasal olarak aktif bir madde olarak su, diğer birçok maddeyle reaksiyona girer, ancak kimyayı daha fazla incelediğinizde bunu öğreneceksiniz.

Ders özeti:

1. Su kimyasal olarak aktif bir maddedir. Asidik ve bazik oksitler, aktif metaller ile reaksiyona girer.
2. Su çoğu asidik oksitle reaksiyona girdiğinde, karşılık gelen asitler oluşur.
3. Bazı bazik oksitler, çözünür bazlar oluşturmak için suyla reaksiyona girer.
4. Normal koşullar altında su, en aktif metallerle reaksiyona girer. Bu, çözünür bazlar ve hidrojen üretir.

Umarım ders 28" Suyun kimyasal özellikleri' açık ve bilgilendiriciydi. Herhangi bir sorunuz varsa, yorumlara yazın.