واکنش شیمیایی یک اسید با یک فلز مختص این دسته از ترکیبات است. در مسیر خود، پروتون هیدروژن بازسازی می شود و در ارتباط با آنیون اسید، یک کاتیون فلزی جایگزین می شود. این نمونه ای از واکنش های تشکیل نمک است، اگرچه انواع مختلفی از برهمکنش ها وجود دارد که از این اصل پیروی نمی کنند. آنها به صورت ردوکس پیش می روند و با تکامل هیدروژن همراه نیستند.
اصول واکنش اسیدها با فلزات
همه واکنش های یک اسید معدنی با یک فلز منجر به تشکیل نمک می شود. تنها استثنا، شاید، واکنش فلز نجیب با آبی رژیا، مخلوطی از اسید کلریدریک و نیتریک است. هر گونه تعامل دیگر اسیدها با فلزات منجر به تشکیل نمک می شود. اگر اسید نه سولفوریک غلیظ و نه نیتریک باشد، هیدروژن مولکولی به عنوان یک محصول جدا می شود.
اما هنگامی که اسید سولفوریک غلیظ واکنش نشان می دهد، برهمکنش با فلزات طبق اصل فرآیند ردوکس انجام می شود. بنابراین، دو نوع از تعاملات به طور تجربی متمایز شدند، معمولیفلزات و اسیدهای معدنی قوی:
- واکنش فلزات با اسیدهای رقیق؛
- تعامل با اسید غلیظ.
واکنش های نوع اول با هر اسیدی ادامه می یابد. تنها استثناء اسید سولفوریک غلیظ و اسید نیتریک با هر غلظتی است. آنها بر اساس نوع دوم واکنش نشان می دهند و منجر به تشکیل نمک ها و محصولات احیای گوگرد و نیتروژن می شوند.
واکنش‌های معمولی اسیدها با فلزات
فلزات واقع در سمت چپ هیدروژن در سری استاندارد الکتروشیمیایی با اسید سولفوریک رقیق و سایر اسیدهای با غلظت های مختلف، به استثنای اسید نیتریک، واکنش داده و یک نمک تشکیل می دهند و هیدروژن مولکولی آزاد می کنند. فلزاتی که در سمت راست هیدروژن در سری الکترونگاتیوی قرار دارند، نمی توانند با اسیدهای فوق واکنش دهند و صرف نظر از غلظت آن، تنها با اسید نیتریک، با اسید سولفوریک غلیظ و با آکوا رژیا برهمکنش دارند. این یک برهمکنش معمولی اسیدها با فلزات است.
واکنش فلزات با اسید سولفوریک غلیظ
هنگامی که محتوای اسید سولفوریک در محلول بیش از ۶۸ درصد باشد، غلیظ در نظر گرفته می شود و در سمت چپ و راست هیدروژن با فلزات برهم کنش می کند. اصل واکنش با فلزات با فعالیت های مختلف در عکس زیر نشان داده شده است. در اینجا، عامل اکسید کننده اتم گوگرد در آنیون سولفات است. به سولفید هیدروژن، اکسید 4 ظرفیتی یا به گوگرد مولکولی احیا می شود.
واکنش با اسید نیتریک رقیق
رقیق شدهاسید نیتریک با فلزاتی که در سمت چپ و راست هیدروژن قرار دارند واکنش می دهد. در طی واکنش با فلزات فعال، آمونیاک تشکیل می شود که بلافاصله حل می شود و با آنیون نیترات برهمکنش می کند و نمک دیگری را تشکیل می دهد. با فلزات با فعالیت متوسط، اسید با آزاد شدن نیتروژن مولکولی واکنش نشان می دهد. در حالت غیر فعال، واکنش با آزاد شدن اکسید دینیتریک ادامه می یابد. اغلب، چندین محصول کاهش گوگرد در یک واکنش تشکیل می شود. نمونه‌هایی از واکنش‌ها در برنامه گرافیکی زیر پیشنهاد شده‌اند.
واکنش با اسید نیتریک غلیظ
در این مورد، نیتروژن به عنوان یک عامل اکسید کننده نیز عمل می کند. تمام واکنش ها با تشکیل نمک و آزاد شدن اکسید نیتریک به پایان می رسد. طرح های سیر واکنش های ردوکس در برنامه گرافیکی پیشنهاد شده است. در عین حال، واکنش آبزیان با عناصر کم فعال مستحق توجه ویژه است. چنین برهمکنشی اسیدها با فلزات غیراختصاصی است.
واکنش پذیری فلزات
فلزات به راحتی با اسیدها واکنش نشان می دهند، اگرچه چند ماده بی اثر وجود دارد. اینها فلزات و عناصر نجیب هستند که پتانسیل الکتروشیمیایی استاندارد بالایی دارند. تعدادی فلز وجود دارد که بر اساس این شاخص ساخته می شوند. به آن سری الکترونگاتیوی می گویند. اگر فلز در سمت چپ هیدروژن در آن قرار گیرد، آنگاه می‌تواند با اسید رقیق واکنش دهد.
فقط یک استثنا وجود دارد: آهن وآلومینیوم به دلیل تشکیل اکسیدهای 3 ظرفیتی در سطح خود نمی تواند بدون حرارت با اسید واکنش دهد. اگر مخلوط گرم شود، ابتدا فیلم اکسید فلز وارد واکنش می شود و سپس در خود اسید حل می شود. فلزات واقع در سمت راست هیدروژن در سری فعالیت الکتروشیمیایی نمی توانند با اسید معدنی از جمله اسید سولفوریک رقیق واکنش دهند. دو استثنا در این قاعده وجود دارد: این فلزات در اسید نیتریک غلیظ و رقیق شده و آکوا رژیا حل می شوند. فقط رودیوم، روتنیم، ایریدیوم و اوسمیم را نمی توان در دومی حل کرد.
