Definicja serii reaktywności w chemii

Seria ćwiczeń pomaga przewidzieć, jak metale będą się zachowywać w reakcjach chemicznych. Periodictableru, licencja Creative Commons

The seria reaktywności jest listą metale uszeregowana w kolejności malejącej reaktywności, którą zwykle określa zdolność do wypierania gazowego wodoru z wody i kwasu rozwiązania . Może służyć do przewidywania, które metale wypierają inne metale w roztwory wodne w reakcje podwójnego przemieszczenia oraz do ekstrakcji metali z mieszanin i rud. Seria reaktywności jest również znana jako seria aktywności .

Kluczowe dania na wynos: seria reaktywności

• Seria reaktywności to uporządkowanie metali od najbardziej reaktywnych do najmniej reaktywnych.
• Seria reaktywności jest również znana jako seria aktywności metali.
• Seria opiera się na danych empirycznych dotyczących zdolności metalu do wypierania gazowego wodoru z wody i kwasu.
• Praktyczne zastosowania serii to przewidywanie reakcji podwójnego przemieszczenia z udziałem dwóch metali oraz ekstrakcja metali z ich rud.

Lista metali

Serie reaktywności są zgodne z kolejnością, od najbardziej reaktywnej do najmniej reaktywnej:

• Cez
• Francium
• Rubid
• Potas
• Sód
• Lit
• Bar
• Rad
• Stront
• Wapń
• Magnez
• Beryl
• Aluminium
• Tytan(IV)
• Mangan
• Cynk
• Chrom(III)
• Żelazo(II)
• Kadm
• Kobalt(II)
• Nikiel
• Uważać
• Prowadzić
• Antymon
• Bizmut(III)
• Miedź(II)
• Wolfram
• Rtęć
• Srebro
• Złoto
• Platyna

Tak więc cez jest najbardziej reaktywny metal w układzie okresowym. Ogólnie rzecz biorąc, metale alkaliczne są najbardziej reaktywne, a następnie metale ziem alkalicznych i metale przejściowe. Metale szlachetne (srebro, platyna, złoto) są mało reaktywne. Metale alkaliczne, bar, rad, stront i wapń są na tyle reaktywne, że reagują z zimną wodą. Magnez reaguje powoli z zimną wodą, ale szybko z wrzącą wodą lub kwasami. Beryl i aluminium reagują z parą i kwasami. Tytan reaguje tylko ze stężonymi kwasami mineralnymi. Większość metali przejściowych reaguje z kwasami, ale generalnie nie z parą. Metale szlachetne reagują tylko z silnymi utleniaczami, takimi jak woda królewska.

Trendy serii reaktywności

Podsumowując, przechodząc od góry do dołu serii reaktywności, widoczne stają się następujące trendy:

• Zmniejsza się reaktywność. Najbardziej reaktywne metale znajdują się w dolnej lewej części układu okresowego pierwiastków.
• Atomy trudniej tracą elektrony, tworząc kationy.
• Metale stają się mniej podatne na utlenianie, matowienie lub korodowanie.
• Do odizolowania pierwiastków metalicznych od ich związków potrzeba mniej energii.
• Metale stają się słabszymi dawcami elektronów lub czynnikami redukującymi.

Reakcje używane do testowania reaktywności

Trzy typy reakcji stosowane do badania reaktywności to reakcja z zimną wodą, reakcja z kwasem i reakcje pojedynczego przemieszczenia. Najbardziej reaktywne metale reagują z zimną wodą, dając wodorotlenek metalu i gazowy wodór. Metale reaktywne reagują z kwasami, tworząc sól metalu i wodór. Metale, które nie reagują w wodzie, mogą reagować w kwasie. Gdy reaktywność metali ma być bezpośrednio porównywana, do tego celu służy pojedyncza reakcja przemieszczenia. Metal wyprze każdy metal znajdujący się niżej w serii. Na przykład, gdy żelazny gwóźdź zostanie umieszczony w roztworze siarczanu miedzi, żelazo jest przekształcane w siarczan żelaza(II), podczas gdy na gwoździu tworzy się metaliczna miedź. Żelazo redukuje i wypiera miedź.

Seria reaktywności a potencjały elektrod standardowych

Reaktywność metali można również przewidzieć, odwracając kolejność standardowych potencjałów elektrod. Ta kolejność nazywa się seria elektrochemiczna . Szereg elektrochemiczny jest również taki sam, jak odwrotna kolejność energii jonizacji pierwiastków w ich fazie gazowej. Zamówienie to:

• Lit
• Cez
• Rubid
• Potas
• Bar
• Stront
• Sód
• Wapń
• Magnez
• Beryl
• Aluminium
• Wodór (w wodzie)
• Mangan
• Cynk
• Chrom(III)
• Żelazo(II)
• Kadm
• Kobalt
• Nikiel
• Uważać
• Prowadzić
• Wodór (w kwasie)
• Miedź
• Żelazo(III)
• Rtęć
• Srebro
• Paladium
• Iryd
• Platyna(II)
• Złoto

Najważniejsza różnica między szeregiem elektrochemicznym a szeregiem reaktywności polega na tym, że pozycje sodu i litu są zamienione. Zaletą stosowania standardowych potencjałów elektrod do przewidywania reaktywności jest to, że są one ailościowymiara reaktywności. Natomiast szereg reaktywności tomiara jakościowareaktywności. Główną wadą stosowania standardowych potencjałów elektrod jest to, że mają one zastosowanie tylko do roztworów wodnych poniżej standardowe warunki . W warunkach rzeczywistych seria podąża za trendem potas > sód > lit > ziemie alkaliczne.

Źródła

• Bickelhaupt, FM (1999-01-15). „Zrozumienie reaktywności z teorią orbitali molekularnych Kohna-Shama: widmo mechanistyczne E2-SN2 i inne koncepcje”. Czasopismo Chemii Obliczeniowej . 20 (1): 114–128. doi:10.1002/(sici)1096-987x(19990115)20:13.0.co;2-l
• Briggs, JGR (2005). Nauka w centrum uwagi, chemia dla poziomu „O” GCE . Edukacja Pearsona.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemia pierwiastków ... Oxford: Pergamon Press. s. 100-1 82-87. ISBN 978-0-08-022057-4.
• Lim Eng Wah (2005). Longman Pocket Study Guide „O” poziomie nauki i chemii . Edukacja Pearsona.
• Wolters, L.P.; Bickelhaupt, FM (2015). 'Model odkształcenia aktywacyjnego i teoria orbitali molekularnych'. Interdyscyplinarne recenzje Wiley: Obliczeniowa nauka molekularna . 5 (4): 324–343. doi: 10.1002/wcms.1221