Електрохімічний ряд активності металів - це

Послідовність розташування металів в порядку зміни їх хімічної активності в загальних рисах була відома вже алхіміків [1]. Процеси взаємного витіснення металів з розчинів і їх поверхневе осадження (наприклад, витіснення срібла і міді з розчинів їх солей залізом) розглядалися як прояв трансмутації елементів.

Пізні алхіміки впритул підійшли до розуміння хімічної боку взаємного осадження металів з їх розчинів. Так, Ангелус Сала в роботі «Anatomia Vitrioli» (1613) прийшов до висновку, що продукти хімічних реакцій складаються з тих же «компонентів», які містилися у вихідних речовинах. Згодом Роберт Бойль запропонував гіпотезу про причини, за якими один метал витісняє інший з розчину на основі корпускулярних уявлень [2].

У 1793 році Алессандро Вольта. конструюючи гальванічний елемент ( «Вольтів стовп»), встановив відносну активність відомих тоді металів: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. «Сила» гальванічного елемента надавалася тим більше, чим далі стояли один від одного метали в цьому ряду ( «ряд напруг»). Однак Вольта не пов'язаної цей ряд з хімічними властивостями металів.

У 1798 році Йоганн Вільгельм Ріттер вказав, що ряд Вольта еквівалентний ряду окислення металів (т. Е. Послідовності зменшення їх спорідненості з киснем). Таким чином, Ріттер висловив гіпотезу про виникнення електричного струму внаслідок протікання хімічної реакції [3].

В епоху становлення класичної хімії здатність елементів витісняти один одного із з'єднань стала важливим аспектом розуміння реакційної здатності. Й. Берцеліус на основі електрохімічної теорії спорідненості побудував класифікацію елементів, розділивши їх на «металоїди» (зараз застосовується термін «неметали») і «метали» і поставивши між ними водень.

Послідовність металів за їхньою здатністю витісняти один одного, давно відома хімікам, була в 1860-ті й наступні роки особливо грунтовно і всебічно вивчена і доповнена Н. Н. Бекетовим. Уже в 1859 році він зробив в Парижі повідомлення на тему «Дослідження над явищами витіснення одних елементів іншими». У цю роботу Бекетов включив цілий ряд узагальнень про залежність між взаємним витісненням елементів і їх атомною вагою, пов'язуючи ці процеси з «початковими хімічними властивостями елементів - тим, що називається хімічною спорідненістю» [4]. Відкриття Бекетова витіснення металів з розчинів їх солей воднем під тиском і вивчення відновної активності алюмінію, магнію і цинку при високих температурах (Металлотермія) дозволило йому висунути гіпотезу про зв'язок здатності одних елементів витісняти із з'єднань з їх щільністю: більш легкі прості речовини здатні витісняти більш важкі ( «витіснювальний ряд Бекетова»).

Не заперечуючи значних заслуг Бекетова в становленні сучасних уявлень про ряді активності металів, слід вважати помилковим існуючу у вітчизняній популярній і навчальній літературі уявлення про нього як єдиному творця цього ряду. [5] [6].

Численні експериментальні дані, отримані в кінці XIX століття, спростовували гіпотезу Бекетова. Так, Вільям Одлінг описав безліч випадків «звернення активності». Наприклад, мідь витісняє олово з концентрованого підкисленого розчину SnCl2 і свинець - з кислого розчину PbCl2; вона ж здатна до розчинення в концентрованій соляній кислоті з виділенням водню. Мідь, олово і свинець знаходяться в ряду правіше кадмію. проте можуть витісняти його з киплячого слабо підкисленого розчину CdCl2.

Бурхливий розвиток теоретичної і експериментальної фізичної хімії вказувало на іншу причину розходжень хімічної активності металів. З розвитком сучасних уявлень електрохімії (головним чином в роботах Вальтера Нернста) стало ясно, що ця послідовність відповідає «ряду напруг» - розташуванню металів за значенням стандартних електродних потенціалів. Таким чином, замість якісної характеристики - «схильності» металу і його іона до тих чи інших реакцій - Нерст ввів точну кількісну величину, що характеризує здатність кожного металу переходити в розчин у вигляді іонів, а також відновлюватися з іонів до металу на електроді, а відповідний ряд отримав назву ряду стандартних електродних потенціалів.

Теоретичні основи

Цей розділ не завершений.

Ви допоможете проекту, виправивши і доповнивши його.

Значення електрохімічних потенціалів є функцією багатьох змінних і тому виявляють складну залежність від положення металів в періодичній системі. Так, окислювальний потенціал катіонів зростає зі збільшенням енергії атомізації металу, зі збільшенням сумарного потенціалу іонізації його атомів і зі зменшенням енергії гідратації його катіонів.

У найзагальнішому вигляді ясно, що метали, що знаходяться на початку періодів характеризуються низькими значеннями електрохімічних потенціалів і займають місця в лівій частині ряду напруг. При цьому чергування (лужних і лужноземельних металів відображає явище діагонального подібності. Метали, розташовані ближче до середин періодів, характеризуються великими значеннями потенціалів і займають місця в правій половині ряду. Послідовне збільшення електрохімічного потенціалу (від -3,395 В у пари Eu 2+ / Eu [ джерело не вказано 228 днів] до +1,691 В у пари Au + / Au) відображає зменшення відновлювальної активності металів (властивість віддавати електрони) і посилення окисної здатності їх катіонів (властивість приєднувати електро они). Таким чином, найсильнішим відновником є металевий европий. а найсильнішим окислювачем - катіони золота Au +.

В ряд напруг традиційно включається водень, оскільки практичний вимір електрохімічних потенціалів металів здійснюється з використанням стандартного водневого електрода.

Практичне використання ряду напруг

Ряд напруг використовується на практиці для порівняльної оцінки хімічної активності металів в реакціях з водними розчинами солей та кислот і для оцінки катодних і анодних процесів при електролізі:

Метали, що стоять лівіше, є більш сильними відновниками, ніж метали, розташовані правіше: вони витісняють останні з розчинів солей. Наприклад, взаємодія Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu можливо тільки в прямому напрямку.
Метали, що стоять в ряду лівіше водню, витісняють водень при взаємодії з водними розчинами кислот-неокислителях; найбільш активні метали (до алюмінію включно) - і при взаємодії з водою.
Метали, що стоять в ряду правіше водню, з водними розчинами кислот-неокислителях при звичайних умовах не взаємодіють.
При електролізі метали, що стоять правіше водню, виділяються на катоді; відновлення металів помірної активності супроводжується виділенням водню; найбільш активні метали (до алюмінію) неможливо при звичайних умовах виділити з водних розчинів солей.

Таблиця електрохімічних потенціалів металів

література

Корольков Д.В. Основи неорганічної хімії. - М.: Просвещение, 1982. - 271 с.

Примітки

Електрохімічний ряд активності металів

Дивитися що таке "Електрохімічний ряд активності металів" в інших словниках:

Електрохімічний ряд напруги металів - електрохімічний ряд активності (напруги) металів (ряд активності металів) показує їх порівняльну активність в реакціях окислення відновлення (зверху вниз відновна активність зменшується): Метал Іон металу Реакційна ... ... Вікіпедія

Ряд активності металів - Електрохімічний ряд активності (напруги) металів (ряд активності металів) показує їх порівняльну активність в реакціях окислення відновлення (зверху вниз відновна активність зменшується): Метал Іон металу Реакційна ... ... Вікіпедія

Електрохімічних РЯД НАПРУГ - послідовність розташування електродів в порядку зростання їх стандартних електродних потенціалів (див. Стандартний потенціал). Металеві. електроди в водному розчині ре електроліту утворюють слід. Е. р. н. Li, До, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Се, Mg, Be, Al ... Хімічна енциклопедія

Ряд напруг - Електрохімічний ряд активності (напруги) металів (ряд активності металів) показує їх порівняльну активність в реакціях окислення відновлення (зверху вниз відновна активність зменшується): Метал Іон металу Реакційна ... ... Вікіпедія

Метали - Про відповідному напрямку рок музики см. Метал ... Вікіпедія

Плутоній - 94 Нептуний ← плутоній → Америцій Sm ↑ Pu ... Вікіпедія

Залізо - 26 Марганець ← Залізо → Кобальт ... Вікіпедія

Молібден - 42 Ниобий ← молібден → Технецій ... Вікіпедія

Таблиця Менделєєва і розчинності солей. Періодична система елементів Д. І. Менделєєва. Розчинність кислот, солей і підстав у воді. Двостороння. На зворотному боці: - Ряд активності металів / Електрохімічний ряд ... Детальніше Купити за 8 руб