Поведение металлов в концентрированной кислоте

H₂SO₄

Окислительную функцию выполняет анион SO₄^2-.

Характер взаимодействия металла с концентрированной серной кислотой зависит от активности металла.

Малоактивные металлы (расположенные ниже цинка) окисляются до сульфатов в высшей степени окисления, восстанавливая кислоту до сернистого газа – SO₂.

Примеры:

_{+6 +4 +4}

Sn^o + 4H₂SO₄ = Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O

^(конц)

Sn^o – 4e → Sn⁺⁴ | 1

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ | 2

Свинец окисляется серной кислотой до гидросульфата – Pb(HSO₄)₂

Cu + 2H₂SO₄ = Cu²⁺SO₄ + SO⁺⁴₂ + 2H₂O

⁽^конц⁾

Cu^o – 2e → Cu²⁺

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Активные металлы, являясь более сильными восстановителями, способны восстановить H₂SO₄ (конц) до свободной серы или сероводорода.

Пример:

₊₂

3Zn^o + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S^o+ 4H₂O

⁽^конц⁾

Zn^o – 2e → Zn⁺² | 2

₊₆

S + 6e → S^o | 1

₊₂

8Al^o + 15H₂SO₄ = 4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

⁽^конц⁾

2Al^o – 6e → 2Al⁺² | 4

₊₆

S + 8e → S^-2 | 3

Схемы процессов

Ме до Zn

сульфат металла в В.С.О.

+S, H₂S + H₂O

Me + H₂SO₄→

(конц)

сульфат металла в В.С.О.

Me ниже Zn +SO₂ + H₂O

3.3.3. Поведение металлов в растворах HNO₃

Азотная кислота является сильным окислителем, причем окисляет металлы ионом – NO₃^-. В зависимости от природы металла и концентрации кислоты азотная кислота способна восстанавливаться до различных продуктов.

Концентрированная азотная кислота способна или разрушать металлы или пассировать их поверхность.

₊₅

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO⁺⁴₂ + 2H₂O

⁽^конц⁾

Cu^o – 2e → Cu⁺² | 1

₊₅

N + e → N⁺⁴ | 2

Примеры:

_холод

Al + 6HNO₃ = Al₂O₃ + 6NO₃ + 3H₂O

⁽^конц⁾

формирование оксидной пленки (пассивирование)

2Al^o – 6e → 2Al⁺³ | 1

₊₅

N + e → N⁺⁴ | 6

Al + 6HNO₃ = Al₂(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

^конц

Al^o – 3e → Al⁺³ | 1

₊₅

N + e → N⁺⁴ | 3

Концентрированная азотная кислота окисляет олово, титан и др. до кислот.

Примеры:

3Sn + 4HNO₃ + H₂O = 3H₂SnO₃ + 4H₂O

^(конц)

Sn^o – 4e → Sn⁺⁴ | 3

₊₅

N + 3e → N⁺² | 4

Разбавленная азотная кислота в отличии от разбавленной серной способна взаимодействовать с большинством металлов, окисляя их до нистратов, продуктами восстановления кислоты могут быть

Примеры:

_{+5 +1 +2}

3Ag^o + 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO + H₂O

⁽^разб⁾

Ag^o – 6e → Ag⁺¹ | 3

₊₅

N + 3e → N⁺² | 1

_{+2 +1}

4Mg^o + 10HNO₃ = 4Mg(NO₃)₂+ N₂O + 5H₂O

⁽^разб⁾

Mg^o – 2e → Mg⁺² | 4

₊₅