Електрохимичната активността на редица метали

Взаимодействието на определени метали с разредена сярна киселина (подредени във възходящ ред на стандартната електрохимичен потенциал)

Електрохимичната активността на редица метали (напрежение серия брой стандартни електродни потенциали.) - последователност, в които металите са подредени във възходящ стандартни техните електрохимични потенциали от порядъка на φ 0. съответстващ полу-реакция на редуциране на метален катион Me п +. Me п + + NE → Me

Няколко стрес характеризира относителната активност на метали в редокс реакции във водни разтвори.

метали подреждане последователност, за да се промени тяхната химическа активност като цяло е известно алхимици [1]. Процеси взаимно изместване на метали от разтвори и повърхността на отлагане (например, изместването на сребро, мед и желязо от разтворите на техните соли) са били считани като проява на преобразуване.

Късните алхимици са в близост до страната на взаимното разбиране на химическо отлагане на метали от разтвори от тях. По този начин, Angelus Sala «Анатомия Vitrioli» (1613) заключава, че продуктите от химични реакции се състоят от същите компоненти "", които се съдържат в изходните материали. Впоследствие, Robert Boyle, предложен хипотезата за причините, поради които един метал измества друг от разтвор на базата на еритроцитите теорията [2].

През 1793, Алесандро Волта. конструиране на електрохимична клетка (волтова купчина) определя относителната активност на известни след метали: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. В "съдържание" на клетката извършени повече от стои на всеки други метали в този ред (ред напрежение). Въпреки волта не е свързана с броя на химичните свойства на металите.

През 1798, Йохан Wilhelm Ritter отбележи, че броят на волта е равен на броя на окисление на метали (т.е. последователности за намаляване на техния афинитет към кислород). По този начин, Ritter предположи електрически ток възниква в резултат на химична реакция [3].

В ерата на образуването на елементите на класическата химия способност да изместват взаимно съединенията стана важен аспект на разбирането на реактивността. J. Берцелиус базирани електрохимична теория афинитет построен класификация елементи, като ги разделя на "металоиди" (терминът "неметали" сега се използва), и "метал" и въвеждане водород тях.

метали последователност за тяхната способност да изместват един от друг, дълго известни на химици, беше през 1860 г. и следващите години, особено внимателно и обстойно изследвани и завършена Н. Н. Beketovym. Още през 1859 г. той направи Париж съобщение, озаглавено "Проучване на явленията на изместване на някои елементи на другия." В тази работа Бекетов включени редица обобщения за взаимната връзка между елементите за изместване и техните атомни тегла, свързваща тези процеси с "първоначалните химични свойства на елементите - това, което се нарича химичен афинитет" [4]. Откриване Beketovym изместване метали от разтвори на техните соли с водород под налягане и изследване за намаляване на активността на алуминий при високи температури, магнезий и цинк (metallothermy) като му хипотеза комуникация способността на някои елементи измести други съединения за тяхната плътност: леки прости вещества могат да изместват по- тежки (така че това число е често наричано още редица изместване на Бекетов., или само поредица от Бекетов).

Без да отрича значителни заслуги Бекетов във формирането на съвременните концепции на редица метали дейност, следва да се счита погрешно възприемане в популярния и учебна литература идеята за него вътрешен като единствен създател на поредицата. [5] [6] Множество експериментални данни, получени в края на XIX век Beketova опровергават хипотезата. Така че, Уилям Odling описано много случаи на "дейности за реализация",. Например, мед калай измества от концентрирания разтвор се подкислява SnCl2 и олово - на кисел разтвор на PbCl2; той е способен на разтваряне в концентрирана солна киселина с отделяне на водород. Мед, калай и олово са сред най-дясната кадмий. но може да го измести от вряща леко подкиселена разтвор на CdCl2.

Бързото развитие на теоретични и експериментални физикохимия показващи различни метали причини разлики химическа активност. С развитието на съвременните концепции Електрохимия (главно в статии от Валтер Нернст), стана ясно, че тази последователност съответства на "напрежението" - Метали договореност по значение стандартни електродни потенциали. По този начин, вместо качествени характеристики - "склонност" на метала и йон с различни реакции - Nerst въвежда точно количествено стойност характеризиране на способността на всеки метал се в разтвор под формата на йони, както и да се възстанови от йоните на металния електрод и съответния брой Той е дал и името на редица стандартни електродни потенциали.

Стойностите на електрохимичните потенциали са функция от много променливи и следователно проявяват комплекс зависимост от метал позиция в периодичната система. По този начин, окисляване потенциал на катиони увеличава с метал атомизиране енергия, с увеличаване на общия капацитет на йонизация на неговите атоми и с намаляване на хидратация енергия от неговите катиони.

В общи линии е ясно, че металите са в ранните периоди се характеризират с ниски стойности на електрохимичните потенциали и заемат място в лявата част на напрежения ред. В този случай, редуването на алкални и алкалоземни метали отразява феномен диагонални сходствата. Метали, които са по-близо до средата на периода, отличаващи се с високи стойности на потенциала и се провеждат в дясната половина на поредицата. Постепенно увеличаване на електрохимичния потенциал (от -3.395 в двойката Eu 2+ / ЕС [източник не е посочено дни 1839] до 1,691 в двойката Au + / Au) отразява намаляването на редуциращ метал активност (собственост дари електрони) и повишен оксидативен капацитета на техните катиони (собственост на електроните приложете). По този начин, най-силното намаляване на метала е европий. и най-мощният окислител - златни катиони Au +.

Броят на напрежения водород традиционно включва като практически измерване електрохимичен потенциал на метал се произвежда като се използва стандартен водороден електрод.

Практическото използване на редица щамове

Няколко щамове, използвани в практиката за сравнителен [относителна] оценка на химичната активност на метали в реакцията с водни разтвори на соли и киселини, както и за оценка на катодните и анодните процеси по време на електролизата:

• Метали и се оставя да престои водород, са по-мощни редуктори от метали, разположени отдясно те изместват последният от солеви разтвори. Например, само реакционната Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu в посока напред.
• Метали, оставя да престои в един ред водород, заместване на водород чрез взаимодействие с воден разтвор на киселина-neokisliteley; най-активните метали (до и включително алуминий) - и при контакт с вода.
• Метали, стоящи в един ред в дясно от водород, с водни разтвори neokisliteley киселини не реагират при нормални условия.
• В електролиза на метали, водород обърната надясно, са разпределени на катода; възстановяване умерена активност на метали е придружено от отделяне на водород; най-активните метали (до Al) е невъзможно при нормални условия, изолирани от водни разтвори на соли.

Таблица електрохимични потенциали метали