Отношение некоторых металлов к кислотам
| Металл | HCl | H2SO4 | ||||
| Разб. | Конц. | Разб. | Конц. | |||
| Mg | MgCl2+H2 | MgCl2+H2 | MgSO4 + H2 | MgSO4 + SO2 + H2O MgSO4 + S + H2O MgSO4 + H2S + H2O | ||
| Be | BeCl2+H2 | BeCl2+H2 | Be SO4+H2 | BeSO4 + SO2 + H2O BeSO4 + S + H2O BeSO4 + H2S + H2O | ||
| Al | AlCl3 + H2 | AlCl3 + H2 | Al2(SO4)3 +H2 | Al2O3 + SO2 + H2O Al2(SO4)3 + SO2 + H2O | ||
| Mn | MnCl2+H2 | MnCl2+H2 | Mn SO4+H2 | MnSO4 + SO2 + H2O MnSO4 + S + H2O MnSO4 + H2S + H2O | ||
| Zn | ZnCl2+H2 | ZnCl2+H2 | ZnSO4+H2 | ZnSO4 + SO2 + H2O To {ZnSO4 + S + H2O ZnSO4 + H2S + H2O | ||
| Cr | На холоду: CrCl2+H2 При избытке HCl CrCl3+H2 | CrCl2+H2 | Cr2(SO4)3 +H2 | На холоду пассивируется Cr2O3 + SO2 + H2O To Cr2(SO4)3 + SO2 + H2O | ||
| Fe | FeCl2+H2 | FeCl2+H2 | FeSO4+H2 | На холоду пассивируется Fe2O3 + SO2 + H2O To Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O | ||
| Cd | Медленно: CdCl2+H2 | CdCl2+H2 | СdSO4+H2 | CdSO4 + SO2 + H2O | ||
| Co | CoCl2+H2 | CoCl2+H2 | СoSO4+H2 | CoSO4 + SO2 + H2O | ||
| Ni | Очень медленно: NiCl2+H2 | NiCl2+H2 | Очень медленно: NiSO4+H2 | NiSO4 + SO2 + H2O | ||
| Sn | Очень медленно: SnCl2+H2 | HCl конц. Лучший растворитель Sn! SnCl2+H2 | Почти не действует СoSO4+H2 | To Sn(SO4)2 + SO2 + H2O | ||
| Pb | PbCl2+H2 На холоду пассивируется To PbCl2+H2 | PbCl2+H2 | PbSO4+H2 На холоду пассивируется | H2SO4 80% и выше Pb(HSO4)2 + SO2 + H2O PbSO4 + H2SO4 80% и > = Pb(HSO4)2 | ||
| Bi | - | - | - | To Bi(SO4)3 + SO2 + H2O | ||
| Cu | - | - | - | To CuSO4 + SO2 + H2O | ||
| Ag | - | - | - | To AgSO4 + SO2 + H2O | ||
| Hg | - | - | - | To HgSO4 + SO2 + H2O | ||
| Металл | Сильно разб. | НNО3 Разб. | Концентрированная | |||
| Mg | Mg(NO3)2+NH4NO3+H2O | Mg(NO3)2+NO+H2O NO2 | Mg(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Be | Be(NO3)2+NH4NO3+H2O | Be(NO3)2+NO+H2O NO2 | На холоду не действует To Be(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Al | Почти не действует | Al(NO3)2+NO+H2O NO2 | На холоду пассивируется Al2O3+NO2+H2O To Al(NO3)3+NO2+H2O | |||
| Zn | Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O | Zn(NO3)2+NO+H2O NO2 | Zn(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Mn | Mn(NO3)2+NH4NO3+H2O | Mn(NO3)2+NO+H2O NO2 | Mn(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Cr | - | Cr(NO3)3 +NO+H2O | На холоду пассивируется Cr2O3+NO2+H2O To Cr(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Fe | Fe(NO3)3+NH4NO3+H2O | Fe(NO3)3 +NO+H2O 1)На холоду : Fe(NO3)3 +NO+H2O 2)при избытке HNO3 разб. 3Fe(NO3)2+4HNO3= 3Fe(NO3)3+NO+2H2O | На холоду пассивируется Fe2O3+NO2+H2O | |||
| Cd | - | Cd(NO3)2+NO+H2O | Mn(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Co | - | Co(NO3)2+NO+H2O | Дымящая концентрированная HNO3 на холоду пассивируется | |||
| Ni | - | Ni(NO3)2+NO+H2O | Дымящая концентрированная HNO3 на холоду пассивируется | |||
| Sn | Медленно: Sn(NO3)2+NH4NO3+H2O | Sn(NO3)2+NO+H2O | H2SnO3+NO2+H2) Точнее: xSnO2*yH2O b-оловянная кислота +NO2 | |||
| Pb | - | Pb(NO3)2+NO+H2O HNO3 разб. – лучший растворитель Pb! | На холоду пассивируется Mn(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Bi | - | Bi(NO3)2+NO+H2O | - | |||
| Cu | - | To Cu(NO3)2+NO+H2O | Cu(NO3)2+NO2+H2O | |||
| Ag | - | AgNO3+NO+H2O | AgNO3+NO2 +H2O | |||
| Hg | - | При избытке Hg и на холоду Hg(NO3)2+NO+H2O | Hg(NO3)2+NO2+H2O | |||
Отношение металлов к растворам щелочей
Для растворения металла в водных растворах щелочей необходимо три условия:
1) чтобы естественная оксидная пленка металла растворялась в щелочи;
2) чтобы потенциал процесса окисления металла был меньше –0,826 В;
3) чтобы продукт взаимодействия металла с водой, т.е. гидрооксид металла, обладал амфотерными свойствами.
В щелочной среде металлы, образующие амфотерные гидрооксиды, оксиды, образуют гидроокиси соли, например:
2Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Электронные процессы
2 
Al – 3e = Al+3 Eo = -1,6633
3 2H+ +2e = H2 Eo = -0,8263
_____________________
2Al + 6H+ = 2Al+3 + 2H2
Из уравнения видно, что восстановителем является атом алюминия, а окислителем – ионы водорода воды.
Обычно процесс растворения алюминия в водных растворах щелочей протекает по следующим стадиям:
1) реакция снятия с металла естественной оксидной пленки щелочью:
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O (1)
Образовавшийся алюминат натрия, вступая во взаимодействие с водой, образует комплексную гидроокись по уравнению:
NaAlO2 + 2H2O = Na[Al(OH)4] (2)
Складывая уравнения (1) и (2), получаем уравнение реакции растворения оксидной пленки алюминия щелочью:
Al2O3 + 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4] (3)
2) Реакция взаимодействия алюминия с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 (4)
Как уже было сказано, алюминий, освобожденный от оксидной пленки, практически не взаимодействует с водой вследствие очень плотного слоя трудно растворимой в воде гидроокиси алюминия, препятствующей дальнейшему течению реакции взаимодействия алюминия с водой. Но поскольку этот процесс, в присутствии щелочи, то слой гидроокиси на поверхности металла разрушается, так как гидроокись алюминия имеет амфотерный характер и, следовательно, она растворяется в щелочи. Поэтому в растворах щелочи непрерывно протекает и реакция взаимодействия алюминия с водой, и реакция взаимодействия образующейся гидроокиси алюминия со щелочью. Вследствие этого алюминий в соответствии со своим значением электродного потенциала начинает вытеснять водород из воды. Таким образом, выделение водорода при действии растворов щелочи на алюминий является следствием взаимодействия алюминия с водой, а не с гидроксильными ионами щелочи. Роль же последних заключается в том, что они растворяют образующуюся гидроокись. Реакция растворения образующейся амфотерной гидроокиси Al(OH)3 в щелочи идет по уравнению:
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (5)
Протекающий при этих условиях процесс взаимодействия гидроокиси алюминия со щелочью в основном связан не с замещением ионов водорода в амфотерном соединении H3AlO3 (тождественно с Al(OH)3) на положительный ион металла, а присоединение к молекуле гидроокиси ионов ОН-; при этом образуется комплексный ион [Al(OH)3]-3 или [Al(OH)4].
Складывая уравнения (4) и (5), получаем окончательное уравнение реакции растворения алюминия в растворах щелочи, идущей с образованием гидроокиси соли и выделением водорода:
2Al + 2NaOH +6H2O = 3H2 + Na[Al(OH)4] (6)
Аналогичным путем протекает процесс растворения остальных амфотерных металлов в растворах щелочей.
Интересно рассмотреть отношение других активных металлов, например, магния к растворам щелочей. Из-за малой алгебраической величины Ео магний обладает большой восстановительной способностью, но в растворах щелочей не растворяется. Это объясняется тем, что при его медленном взаимодействии с водой на поверхности магния образуется плотный слой труднорастворимой в воде гидроокиси, который и препятствует дальнейшему течению реакции. Кроме того, гидроокись магния Mg(OH)2, обладая основными свойствами, не растворяется в щелочах. Поэтому металлический магний не взаимодействует со щелочами.
Таблица 2