Главная | Случайная

КАТЕГОРИИ:






Электронные процессы

2 Al – 3e = Al+3 Eo = -1,6633

3 2H+ +2e = H2 Eo = -0,8263

_____________________

2Al + 6H+ = 2Al+3 + 2H2

Из уравнения видно, что восстановителем является атом алюминия, а окислителем – ионы водорода воды.

Обычно процесс растворения алюминия в водных растворах щелочей протекает по следующим стадиям:

1) реакция снятия с металла естественной оксидной пленки щелочью:

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O (1)

Образовавшийся алюминат натрия, вступая во взаимодействие с водой, образует комплексную гидроокись по уравнению:

NaAlO2 + 2H2O = Na[Al(OH)4] (2)

Складывая уравнения (1) и (2), получаем уравнение реакции растворения оксидной пленки алюминия щелочью:

Al2O3 + 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4] (3)

2) Реакция взаимодействия алюминия с водой:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 (4)

Как уже было сказано, алюминий, освобожденный от оксидной пленки, практически не взаимодействует с водой вследствие очень плотного слоя трудно растворимой в воде гидроокиси алюминия, препятствующей дальнейшему течению реакции взаимодействия алюминия с водой. Но поскольку этот процесс, в присутствии щелочи, то слой гидроокиси на поверхности металла разрушается, так как гидроокись алюминия имеет амфотерный характер и, следовательно, она растворяется в щелочи. Поэтому в растворах щелочи непрерывно протекает и реакция взаимодействия алюминия с водой, и реакция взаимодействия образующейся гидроокиси алюминия со щелочью. Вследствие этого алюминий в соответствии со своим значением электродного потенциала начинает вытеснять водород из воды. Таким образом, выделение водорода при действии растворов щелочи на алюминий является следствием взаимодействия алюминия с водой, а не с гидроксильными ионами щелочи. Роль же последних заключается в том, что они растворяют образующуюся гидроокись. Реакция растворения образующейся амфотерной гидроокиси Al(OH)3 в щелочи идет по уравнению:

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (5)

Протекающий при этих условиях процесс взаимодействия гидроокиси алюминия со щелочью в основном связан не с замещением ионов водорода в амфотерном соединении H3AlO3 (тождественно с Al(OH)3) на положительный ион металла, а присоединение к молекуле гидроокиси ионов ОН-; при этом образуется комплексный ион [Al(OH)3]-3 или [Al(OH)4].

Складывая уравнения (4) и (5), получаем окончательное уравнение реакции растворения алюминия в растворах щелочи, идущей с образованием гидроокиси соли и выделением водорода:

2Al + 2NaOH +6H2O = 3H2 + Na[Al(OH)4] (6)

Аналогичным путем протекает процесс растворения остальных амфотерных металлов в растворах щелочей.

Интересно рассмотреть отношение других активных металлов, например, магния к растворам щелочей. Из-за малой алгебраической величины Ео магний обладает большой восстановительной способностью, но в растворах щелочей не растворяется. Это объясняется тем, что при его медленном взаимодействии с водой на поверхности магния образуется плотный слой труднорастворимой в воде гидроокиси, который и препятствует дальнейшему течению реакции. Кроме того, гидроокись магния Mg(OH)2, обладая основными свойствами, не растворяется в щелочах. Поэтому металлический магний не взаимодействует со щелочами.

Таблица 2

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Отношение некоторых металлов к кислотам | Отношение некоторых металлов к водным растворам щелочей
vikidalka.ru - 2015-2017 год. Все права принадлежат их авторам!