Reactivity of Metals

Введение в реакционную способность металлов

• Темы урока:

  • Реакционная способность металлов

  • Реакции металлов с кислородом, водой и разведенными кислотами

  • Сравнение реакционной способности металлов

  • Определение инертных веществ

Учебные цели

• В конце урока студенты должны:

  1. Определять и объяснять ряд реактивности.

  2. Объяснять, как строится ряд реактивности.

  3. Описывать реакции металлов с кислородом, водой и разведенными кислотами.

  4. Определять более активный металл из пары.

  5. Использовать словесные уравнения для описания реакций.

  6. Объяснять термин "инертный".

Реакционная способность металлов с кислородом

• Некоторые металлы могут быть нагреты с кислородом для наблюдения их реакционной способности, эта реакция может быть описана с помощью общего словесного уравнения:

  • Метаал + Кислород → Оксид металла

Наблюдения за реакциями с кислородом:

• Медь (Cu):

  • Не сгорает, образуется черное покрытие.

• Железо (Fe, стальная вата):

  • Светится и производит желтые искры, образуется черный порошок.

• Натрий (Na):

  • Взрывается в желтых пламях, образуется белое вещество.

• Золото (Au):

  • Нет реакции.

Реакционная способность металлов с водой

• Вода является соединением водорода и кислорода, которое разбивается и образует гидроксид металла и водород, это представляется следующим образом:

  • Метаал + Вода → Гидроксид металла + Водород

Тестирование продуктов реакции:

• Фенолфталеин (индикатор) изменяет цвет с бесцветного на розовый, когда продуктом реакции является гидроксид металла.

• Для тестирования выделяющегося водорода используется горящий сплинт; если водород присутствует, слышен треск.

Наблюдения за реакциями с водой:

• Кальций (Ca):

  • Тонет в холодной воде. Сначала медленно, а затем быстро выделяются пузырьки водорода. Вода становится мутной, так как образуется гидроксид кальция.

• Медь (Cu):

  • Тонет в холодной воде и не реагирует.

• Натрий (Na):

  • Плавает на поверхности воды, пузырьки быстро образуются вокруг него. Металл вспыхивает в пламени. Образуется прозрачный раствор гидроксида натрия.

• Железо (Fe):

  • Тонет в воде и не реагирует.

• Магний (Mg):

  • Тонет в воде, пузырьки газа образуются очень медленно. Образуется раствор гидроксида магния.

• Калий (K):

  • Плавает на воде. Взрывается в пламени немедленно. Быстро образуются пузырьки. Образуется чистый раствор гидроксида калия.

Реакционная способность металлов с разбавленными кислотами

• Некоторые металлы реагируют с разбавленными кислотами, образуя металл-соль и газ. Реакция описывается следующим общим словесным уравнением:

  • Метаал + Кислота → Металлическая соль + Водород

Замечания:

• Некоторые металлы, такие как калий и натрий, реагируют очень бурно с кислотами, поэтому такие реакции не должны проводиться.

Наблюдения за реакциями с разбавленными кислотами:

• Свинец (Pb):

  • Не реагирует с разбавленными кислотами, но медленно реагирует с концентрированными кислотами.

• Цинк (Zn):

  • Медленно реагирует.

• Медь (Cu):

  • Не реагирует.

• Магний (Mg):

  • Быстро реагирует.

Экспериментальная установка для реакции металлов с разбавленной кислотой

• Реакционную способность металлов можно сравнить по количеству водорода, выделяющегося в результате реакции. Метаал помещается в пробирку или конусную колбу. Затем кислота заливается через жемчужный воронку в колбу. Наблюдайте, появляются ли пузырьки водорода. Начните собирать водород через минуту после добавления кислоты в колбу, чтобы водород вытеснил воздух из колбы. Собранный водород в перевернутой пробирке вытесняет воду со временем.

Пример реакции с разбавленной кислотой

• Реакция между хлороводородной кислотой и кальцием может быть представлена следующим образом:

  • Кальций + Хлороводородная кислота → Хлористый кальций + Водород

• Продукты реакции:

  • Хлористый кальций (металлическая соль) и водород (газ).

• Реактанты:

  • Кальций (металл) и хлороводородная кислота (разбавленная кислота).

Тест на водород:

• Для тестирования газа водорода используется светящийся сплинт. Если газ водорода присутствует, то слышен треск.

Ряд реактивности

• Реакции между металлами и кислородом, водой и разбавленными кислотами использовались для построения ряда реактивности.

• Ряд реактивности показывает реакцию металлов, расположенных в порядке их реактивности, начиная с самого реактивного металла вверху.

• Некоторые вещества не реагируют с другими веществами и называются неактивными или инертными веществами.

Резюме реакционной способности металлов