Общие свойства металлов

Характерным химическим свойством Ме является их восстановительная способность, т.к. атомы Ме элементов отличаются склонностью образовывать положительно заряженные ионы

а) с галогенами легко взаимодействуют, с образованием галогенидов. Это в значительной мере обуславливается небольшой Е диссоциации молекул галогенов

б) с кислородом Ме взаимодействуют менее энергично, образуются оксиды

в)с азотом многие Ме вообще не взаимодействуют. Лишь немногие металлы способны гореть в атмосфере азота с образованием нитридов

в) с серой многие Ме взаимодействуют, легче при нагревании, особенно легко идет взаимодействие с расплавленной серой

г) с водородом активные Ме взаимодействуют с образованием гидридов

д) действие воды на различные Ме весьма разнохарактерно, и зависит от активности ме. Жидкая вода для активных Ме является источником водородных ионов и разлагается ими

Me + nHOH=Me(OH)n + n/2H₂

Некоторые малоактивные Ме на которые чистая вода совсем не действует. Водой с растворенным в ней кислородом окисляется по схеме:

Me + n/2H₂O +n/4O2 = Me(OH)n

е) щелочами Ме окисляться не могут, т.к щелочные Ме являются одними из наиболее сильных восстановителей. Поэтому их ионы одни из наиболее слабых окислителей, в водных растворах практически свойств окислителя не проявляют. Однако в присутствии щелочей окисляющее действие воды может проявляться в большей мере, чем в их отсутствие. В результате пассивные в чистой воде Ме могут энергично взаимодействовать с растворами щелочей.

Амфотерный Ме + щелочь + вода= комплекс и водород

Взаимодействие с солями менее активных Ме (более акт Ме вытесняет из соли менее акт)Не подходят щелочные и щелочноземельные Ме, т.к они взаимодействуют с водой

ж)действие некоторых кислот на Ме и особенности.. особенности действия азотной кислоты на Ме заключается в том, что она окисляет Ме без выделения Н₂ даже из разбавленного раствора. Концентрированная азотная кислота действует на все Ме кроме благородных.

HNO₃(разб) + неакт Ме = NO

HNO₃(разб)+Ме ср актив = N₂O, N₂ + cоль и вода

HNO₃(разб)+актив Ме= NH₄

HNO₃ (конц) +Ме = NO₂ +cоль и вода

При взаимодействии Ме с кислотами, анионы которых не проявляют окислительных свойств (HCl, H₂SO₄, H₂S, CH₃COOH,) в качестве окислителя выступает Н+. Реакция возможна, если Ме в ряду напряжения до водорода.

При взаимодействии Ме с кислотами, анионы которых проявляют окислительные свойства (H₂SO_4к, HNO₃) H2 не выделяется

H2SO4конц + акт Ме = H₂S

H2SO4конц+ Ме ср актив = S + cоль и вода

H2SO4конц+ неактив Ме = SO₂

Двойной электрический слой на границе «металл – раствор»

При погружении Ме платины (электрода) в раствор соли данного Ме может происходить один из 2 процессов:

1) Если Ме актив восст, то под действием диполей воды некоторая часть атомов Ме оставляет свои электроны на электроде и в виде гидратированных ионов переходит в раствор:

Me +mH₂O = Me(n+)*mH₂O +ne-

Или без учета гидратации ионов:

Me=Me(n+) +ne-

В результате этого процесса окисления Ме пластинка заряжается отрицательно, а катионы Ме притягиваются к ней, и поэтому прилегающий к пластинке слой раствора заряжается положительно. Таким образом на границе «Ме-раствор» возникает двойной электрический слой(ДЭС)

2) Если сам Ме является слабым восст, то его ионы, содержащиеся в растворе соли, являются сильными окислителями. Некоторая часть этих ионов подходит к поверхности Ме пластины и восст за счет имеющихся в ней свободных электронов

Me(n+) + ne- = Me

В результате осаждения катионов пластина Ме заряжается положительно и притягивает к себе отриц заряженные анионы. Поэтому прилегающий к пластине слой раствора заряжается отрицательно. Таким образом и в этом случае возникает ДЭС.

Разность потенциалов, возникающая в ДЭС на границе «Ме-раствор», называется электродным потенциалом.

Зависимость электродного потенциала от концентрации раствора выражает уравнение Нернста

R – универсальная газовая постоянная, Т – абсолютная температура, Z- заряд иона Ме, F – постоянная Фарадея=96500 кл/моль, С – концентрация ионов ме в растворе

Потенциал зависит от природы, температуры и концентрации. Пусть в растворе = 1 моль/литр, тогда , φ⁰ – стандартный электродный потенциал

В настоящее время измерить абсолютное значение эл. Потенциала нельзя, однако можно измерить разность потенциалов, возникающую при составлении элемента из 2 электродов. Поэтому условились считать потенциал водородного электрода в стандартных условиях равным 0. Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, насыщенную водородом (при атмосферном давлении) и погруженную в раствор, содержащий ионы водорода. Тогда ЭДС элемента, составленного из нормального водородного электрода и данного электрода численно равна электродному потенциалу.

Ов потенциалы - в ОВР передача электронов от в-ля к ок-лю обычно происходит при непосредственном контакте реагирующих в-в. При этом энергия хим реакции превращается в тепловую. Однако процессы ок-ия и восст-ия можно пространственно разделить. так чтобы электроны передавались от в-ля к ок-лю через Ме проводник, тогда Е хим р-ии превратится в электрическую. Для этого необходимо в растворы, содержащие соответственно ок-ль и в-ль опустить инертные электроды(которые не дают своих ионов)(платина, золото, графит)

Замыкая электроды и электролит, получают ток. На платиновых электродах возникает потенциал о/в, величина которого будет определяться соотношением концентрации окисленной и восстановленной формой в-ва по уравнению