ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ С ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ ЩЕЛОЧЕЙ
Щелочами металлы окисляться не могут, так как ионы щелочных металлов – одни из самых слабых окислителей в водных растворах. Однако в присутствии щелочей окисляющее действие воды может значительно возрастать. При окислении металлов водой образуется гидроксид и водород. Если характер оксида и гидроксида амфотерный, то они будут растворяться в щелочном растворе. В результате пассивные в чистой воде металлы могут энергично взаимодействовать с растворами щелочей. Такое поведение характерно для следующей группы металлов: Be, Al, Ga, Zn, Sn, Pb, Cr На поверхности этих металлов присутствуют естественные оксидные пленки, нерастворимые в воде. При обычных условиях и даже при нагревании они защищают металл от контакта с ионами H+ и, следовательно, от возможности окисления. Оксидные пленки этих металлов обладают амфотерными свойствами (способны реагировать как с кислотами, так и с щелочами) и химически растворяются щелочами: Al2O3 + 2 NaOH → 2NaAlO2 + H2O После растворения амфотерного оксида в щелочи металл реагирует с водой по схеме взаимодействия активного металла. При этом происходит образование амфотерного гидроксида: 2 Al + 6 H2O → 2 Al(OH)3↓ + 3 H2↑ (1) Но на этом процесс не останавливается, далее следует взаимодействие амфотерного гидроксида со щелочью: 2 Al(OH)3 + 2 NaOH → 2 Na[Al(OH)4] (2) Образуется гидроксокомплекс, в котором число гидроксильных групп OH- соответствует координационному числу (КЧ) иона металла. Для алюминия КЧ=4. Суммарный процесс [(1)+(2)] взаимодействия алюминия с раствором щелочи можно выразить следующим уравнением: 2 Al + 6 H2O + 2 NaOH → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 Таким образом, роль окислителя выполняют ионы водорода H+ из воды. Щелочь создает условия протекания этого процесса химически, растворяя сначала оксидную пленку, а затем и амфотерный гидроксид. © Е.А. Нуднoва, М.В. Андрюxова
К следующему разделу |