Question

Известно, что металлы, стоящие в ряду активности до Н2, вытесняют H2 при взаимодействии с кислотами (кроме H2SO4 и HNO3). Почему только металлы до H2? В чем смысл того, что в ряду активности металлов стоит неметалл Н2? Зависит ли взаимодействие металлов и кислот от электроотрицательности (ЭО) металла?​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Неметалл водород, а точнее, окислительно-восстановительная пара 2H⁺/H₂ при стандартных условиях имеет (принято) стандартный электродный потенциал = 0 В. При нахождении металла до водорода в ряду активности, потенциал металла ниже (<0 B), в таком случае металл способен вытеснить водород из кислот. Если металл стои́т в ряду активности после водорода, его потенциал выше (>0 B), такие металлы водород из кислот не вытесняют. Водород появился в ряду активности металлов, потому что относительно стандартного водородного электрода измеряют потенциалы металлов (да и других окислительно-восстановительных пар). Приведём оба примера.

① Zn + 2H⁺ ⟹ Zn²⁺ + H₂↑

анод (–): Zn⁰ ⟶ Zn²⁺ + 2ē (окисление)

катод (+): 2H⁺ + 2ē ⟶ H₂⁰ (восстановление)

ЭДС⁰ = E⁰(2H⁺/H₂) – E⁰(Zn²⁺/Zn) = 0 В – (–0,76 В) = 0,76 В > 0

при положительном значении электродвижущей силы ОВР протекает прямая реакция.

② 2Ag + 2H⁺ ⟸ 2Ag⁺ + H₂↑

анод (предположительно) (–): Ag⁰ ⟶ Ag⁺ + ē (окисление)

катод (предположительно) (+): 2H⁺ + 2ē ⟶ H₂⁰ (восстановление)

ЭДС⁰ = E⁰(2H⁺/H₂) – E⁰(Ag⁺/Ag) = 0 В – 0,8 В = – 0,8 В < 0

при отрицательном значении ЭДС прямая реакция невозможна, протекает обратная реакция.

Таким образом, водород вытесняют металлы, стоящие в ряду активности до самого водорода. А сам водород способен восстановить металлы из растворов солей, если металл стои́т в ряду напряжений после водорода. Электроотрицательность здесь ни при чём.

Answer 2

Ряд активности металлов – это упорядоченный список металлов по их способности вытеснять водород из кислот. Металлы, стоящие в ряду активности до водорода (H2), могут вытеснить водород из кислот, таких как соляная кислота (HCl) или уксусная кислота (CH3COOH), при реакции. Это происходит потому, что эти металлы имеют более высокую активность, чем водород.

Что касается наличия водорода (H2) в ряду активности, его присутствие обусловлено тем, что водород может действовать как окислитель и восстановитель в химических реакциях. Это позволяет ему участвовать в реакциях вытеснения с металлами. Однако в реакциях с серной кислотой (H2SO4) и азотной кислотой (HNO3) водород не участвует в вытеснении, так как эти кислоты сами по себе являются сильными окислителями.

Относительная активность металлов и их способность вытеснять водород из кислот зависят от электроотрицательности металла. Металлы с более низкой электроотрицательностью (большей металлической характеристикой) обычно более активны и способны вытеснить водород из кислот в сравнении с металлами, у которых более высокая электроотрицательность.

Таким образом, в ряду активности металлов активность уменьшается с увеличением электроотрицательности. Это обуславливает порядок вытеснения водорода из кислот и помогает предсказать, какие металлы могут реагировать с кислотами, вытесняя водород.