Phản ứng hóa học của axit với kim loại đặc trưng cho các loại hợp chất này. Trong quá trình của nó, proton hydro được phục hồi và cùng với anion axit, được thay thế bằng một cation kim loại. Đây là một ví dụ về phản ứng tạo muối, mặc dù có một số loại tương tác không tuân theo nguyên tắc này. Chúng tiến hành như quá trình oxy hóa khử và không kèm theo quá trình tiến hóa hydro.
Nguyên tắc phản ứng của axit với kim loại
Tất cả các phản ứng của axit vô cơ với kim loại đều dẫn đến sự hình thành muối. Có lẽ, ngoại lệ duy nhất là phản ứng của kim loại quý với nước cường toan, hỗn hợp axit clohiđric và axit nitric. Bất kỳ tương tác nào khác của axit với kim loại đều dẫn đến sự hình thành muối. Nếu axit không phải là sulfuric đậm đặc hay nitric, thì hydro phân tử được tách ra dưới dạng một sản phẩm.
Nhưng khi axit sunfuric đặc phản ứng, tương tác với kim loại diễn ra theo nguyên tắc của một quá trình oxy hóa khử. Do đó, hai loại tương tác đã được phân biệt bằng thực nghiệm, điển hình làkim loại và axit vô cơ mạnh:
- phản ứng của kim loại với axit loãng;
- tương tác với axit đậm đặc.
Phản ứng của loại đầu tiên tiến hành với bất kỳ axit nào. Các trường hợp ngoại lệ duy nhất là axit sunfuric đặc và axit nitric có nồng độ bất kỳ. Chúng phản ứng theo loại thứ hai và dẫn đến sự hình thành các muối và các sản phẩm của quá trình khử lưu huỳnh và nitơ.
Phản ứng đặc trưng của axit với kim loại
Các kim loại nằm bên trái hydro trong dãy điện hóa tiêu chuẩn phản ứng với axit sulfuric loãng và các axit khác có nồng độ khác nhau, ngoại trừ axit nitric, để tạo thành muối và giải phóng hydro phân tử. Các kim loại nằm bên phải hiđro trong dãy độ âm điện không thể phản ứng với các axit trên và chỉ tương tác với axit nitric, bất kể nồng độ của nó, với axit sunfuric đặc và với nước cường toan. Đây là tương tác điển hình của axit với kim loại.
Phản ứng của kim loại với axit sunfuric đặc
Khi hàm lượng axit sunfuric trong dung dịch lớn hơn 68%, nó được coi là đậm đặc và tương tác với kim loại ở bên trái và bên phải của hiđro. Nguyên tắc của phản ứng với các kim loại có hoạt tính khác nhau được trình bày trong ảnh dưới đây. Ở đây, chất oxi hóa là nguyên tử lưu huỳnh trong anion sunfat. Nó bị khử thành hydro sunfua, oxit hóa trị 4 hoặc thành lưu huỳnh phân tử.
Phản ứng với axit nitric loãng
Pha loãngaxit nitric phản ứng với các kim loại nằm ở bên trái và bên phải của hiđro. Trong quá trình phản ứng với các kim loại hoạt động, amoniac được tạo thành, ngay lập tức hòa tan và tương tác với anion nitrat, tạo thành một muối khác. Với các kim loại hoạt động trung bình, axit phản ứng giải phóng nitơ phân tử. Với không hoạt động, phản ứng tiến hành với sự giải phóng oxit dinitric. Thông thường, một số sản phẩm khử lưu huỳnh được tạo thành trong một phản ứng. Ví dụ về phản ứng được đề xuất trong ứng dụng đồ họa bên dưới.
Phản ứng với axit nitric đặc
Trong trường hợp này, nitơ cũng hoạt động như một chất oxy hóa. Tất cả các phản ứng kết thúc với sự tạo thành muối và giải phóng oxit nitric. Các sơ đồ của quá trình phản ứng oxy hóa khử được đề xuất trong ứng dụng đồ họa. Đồng thời, phản ứng của nước cường toan với các nguyên tố có hoạt tính thấp cần được quan tâm đặc biệt. Sự tương tác như vậy của axit với kim loại là không đặc biệt.
Khả năng phản ứng của kim loại
Kim loại phản ứng khá dễ dàng với axit, mặc dù có một số chất trơ. Đây là những kim loại quý và các nguyên tố có thế điện hóa tiêu chuẩn cao. Có một số kim loại được xây dựng trên cơ sở của chỉ số này. Nó được gọi là chuỗi độ âm điện. Nếu kim loại nằm ở bên trái của hydro trong nó, thì nó có thể phản ứng với axit loãng.
Chỉ có một ngoại lệ: sắt vànhôm do tạo thành các oxit hóa trị 3 trên bề mặt của chúng không thể phản ứng với axit nếu không đun nóng. Nếu đun nóng hỗn hợp thì ban đầu có màng oxit của kim loại tham gia phản ứng, sau đó tự tan trong axit. Các kim loại nằm bên phải hydro trong dãy hoạt động điện hóa không thể phản ứng với axit vô cơ, kể cả axit sunfuric loãng. Có hai ngoại lệ đối với quy tắc: các kim loại này tan trong axit nitric đặc và loãng và nước cường toan. Chỉ có rhodium, ruthenium, iridium và osmium không thể bị hòa tan trong chất sau.
