Szereg napięciowy metali
| Elektroda | E0 [V] |
|---|---|
| Li/Li+ | −3,04 |
| K/K+ | –2,93 |
| Ca/Ca2+ | –2,87 |
| Na/Na+ | –2,71 |
| Mg/Mg2+ | –2,37 |
| Mn/Mn2+ | –1,19 |
| Cr/Cr2+ | –0,91 |
| Zn/Zn2+ | –0,76 |
| Cr/Cr3+ | –0,74 |
| Fe/Fe2+ | –0,45 |
| Ni/Ni2+ | –0,26 |
| Sn/Sn2+ | –0,14 |
| Pb/Pb2+ | –0,13 |
| H2/2H+ | 0 |
| Cu/Cu2+ | 0,34 |
| Ag/Ag+ | 0,8 |
| Hg/Hg2+ | 0,85 |
| Au/Au3+ | 1,5 |
| Au/Au+ | 1,7 |
Szereg napięciowy metali (inaczej szereg elektrochemiczny, szereg aktywności metali) to zestawienie pierwiastków chemicznych o właściwościach metalicznych, według ich potencjału standardowego E0. Punktem odniesienia dla tego zestawienia jest elektroda wodorowa, której potencjał standardowy przyjmuje się umownie za zero.
Praktyczne znaczenie szeregu napięciowego metali wynika z faktu, że metal bardziej aktywny (o niższym E0) wypiera (poza niektórymi wyjątkami) metal mniej aktywny z roztworu jego soli, zaś dobrą miarą aktywności chemicznej metali jest ich potencjał standardowy. Na przykład, zgodnie z tabelą obok, dodanie metalicznego Zn do roztworu Fe2+ spowoduje wytrącenie metalicznego Fe i roztworzenie Zn do Zn2+.
Szereg ważniejszych metali uporządkowany w kierunku wzrostu potencjału i zarazem spadku łatwości tworzenia kationów[1]:
Wnioski wynikające z szeregu napięciowego metali
Każdy metal o niższym potencjale normalnym wypiera z roztworu soli metal o wyższym potencjale[2].
- Reguła ta nie dotyczy litowców i berylowców, które nie wypierają innych metali z wodnych roztworów, gdyż pierwszeństwo ma reakcja z wodą prowadząca do otrzymania wodorotlenków. Jedynie magnez i beryl, które reagują z wodą na gorąco, mogą wypierać w temperaturze pokojowej inne metale z roztworu. Glin nie wydziela z roztworów zawierających jony metali Fe2+, Zn2+, Pb2+ i Cu2+, ponieważ ulega pasywacji – pokrywa się warstewką ochronną swojego tlenku. W obecności jonów Cl−, niszczących powłokę tlenków, możliwe jest jednak wypieranie miedzi przez glin. Wykorzystuje się to w pokazowym doświadczeniu "żarłoczny roztwór"[3].
Metale o ujemnych potencjałach normalnych mogą wypierać wodór[2]. Metale te są metalami aktywnymi, nazywane czasami nieszlachetnymi.
Reakcja przebiega tym mniej energicznie, im bliższy zera jest potencjał normalny metali.
Metale o dodatnich potencjałach normalnych nie wypierają wodoru z kwasów i bywają nazywane metalami szlachetnymi. Reagują one z kwasami tlenowymi wykazującymi właściwości utleniające.
Im bardziej ujemny potencjał normalny metalu, tym mocniejszym jest reduktorem.
Im bardziej dodatni potencjał normalny metalu, tym mocniejszym jest utleniaczem.
Przypisy
- ↑ a b CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 88th. Boca Raton: CRC Press, 2008, s. 8-20–8-29.
- ↑ a b Włodzimierz Trzebiatowski: Chemia nieorganiczna. Wyd. VIII. Warszawa: PWN, 1978, s. 354.
- ↑ Marek Ples: Żarłoczny roztwór – wypieranie miedzi przez glin, w obecności jonów chlorkowych (opis, zdjęcia i film). Weird science. [dostęp 2014-12-15].