Den kemiske reaktion mellem en syre og et metal er specifik for disse klasser af forbindelser. I sit forløb genoprettes brintprotonen og erstattes i forbindelse med syreanionen af en metalkation. Dette er et eksempel på en s altdannende reaktion, selvom der er flere typer interaktioner, der ikke følger dette princip. De fortsætter som redox og er ikke ledsaget af brintudvikling.
Principper for reaktioner mellem syrer og metaller
Alle reaktioner mellem en uorganisk syre og et metal fører til dannelse af s alte. Den eneste undtagelse er måske ædelmetallets reaktion med aqua regia, en blanding af s altsyre og salpetersyre. Enhver anden interaktion mellem syrer og metaller fører til dannelsen af et s alt. Hvis syren hverken er koncentreret svovlsyre eller salpetersyre, sp altes molekylært brint som et produkt.
Men når koncentreret svovlsyre reagerer, forløber interaktionen med metaller efter princippet om en redoxproces. Derfor blev der eksperimentelt skelnet mellem to typer interaktioner, typiskemetaller og stærke uorganiske syrer:
- reaktion af metaller med fortyndede syrer;
- interaktion med koncentreret syre.
Reaktioner af den første type fortsætter med enhver syre. De eneste undtagelser er koncentreret svovlsyre og salpetersyre uanset koncentration. De reagerer ifølge den anden type og fører til dannelsen af s alte og produkter til reduktion af svovl og nitrogen.
Typiske reaktioner af syrer med metaller
Metaler placeret til venstre for brint i den elektrokemiske standardserie reagerer med fortyndet svovlsyre og andre syrer i forskellige koncentrationer, med undtagelse af salpetersyre, for at danne et s alt og frigive molekylært hydrogen. Metaller placeret til højre for brint i elektronegativitetsserien kan ikke reagere med ovenstående syrer og interagerer kun med salpetersyre, uanset dens koncentration, med koncentreret svovlsyre og med aqua regia. Dette er en typisk interaktion mellem syrer og metaller.
Reaktioner af metaller med koncentreret svovlsyre
Når indholdet af svovlsyre i opløsningen er mere end 68 %, betragtes det som koncentreret og interagerer med metaller til venstre og til højre for brint. Princippet for reaktionen med metaller af forskellig aktivitet er vist på billedet nedenfor. Her er oxidationsmidlet svovlatomet i sulfatanionen. Det reduceres til hydrogensulfid, 4-valent oxid eller til molekylært svovl.
Reaktioner med fortyndet salpetersyre
Fortyndetsalpetersyre reagerer med metaller placeret til venstre og til højre for brint. Under reaktionen med aktive metaller dannes ammoniak, som straks opløses og interagerer med nitratanionen og danner et andet s alt. Med metaller med middel aktivitet reagerer syren med frigivelse af molekylært nitrogen. Med inaktiv fortsætter reaktionen med frigivelse af dinitric oxid. Oftest dannes flere svovlreduktionsprodukter i en reaktion. Eksempler på reaktioner er foreslået i den grafiske applikation nedenfor.
Reaktioner med koncentreret salpetersyre
I dette tilfælde virker nitrogen også som et oxidationsmiddel. Alle reaktioner ender med dannelse af s alt og frigivelse af nitrogenoxid. Skemaer for forløbet af redoxreaktioner foreslås i den grafiske applikation. Samtidig fortjener reaktionen af aqua regia med lavaktive elementer særlig opmærksomhed. En sådan interaktion mellem syrer og metaller er uspecifik.
Reaktivitet af metaller
Metaller reagerer ret let med syrer, selvom der er nogle få inerte stoffer. Disse er ædle metaller og grundstoffer, der har et høj standard elektrokemisk potentiale. Der er en række metaller, der er bygget på basis af denne indikator. Det kaldes elektronegativitetsrækken. Hvis metallet er placeret til venstre for brint i det, så er det i stand til at reagere med fortyndet syre.
Der er kun én undtagelse: jern ogaluminium på grund af dannelsen af 3-valente oxider på deres overflade kan ikke reagere med syre uden opvarmning. Hvis blandingen opvarmes, kommer metallets oxidfilm først ind i reaktionen, og derefter opløses den i selve syren. Metaller placeret til højre for brint i den elektrokemiske aktivitetsserie kan ikke reagere med uorganisk syre, herunder fortyndet svovlsyre. Der er to undtagelser fra reglen: Disse metaller opløses i koncentreret og fortyndet salpetersyre og aqua regia. Kun rhodium, ruthenium, iridium og osmium kan ikke opløses i sidstnævnte.
