金屬活動(dòng)性(第三版).doc_第1頁
金屬活動(dòng)性(第三版).doc_第2頁
金屬活動(dòng)性(第三版).doc_第3頁
金屬活動(dòng)性(第三版).doc_第4頁
金屬活動(dòng)性(第三版).doc_第5頁
已閱讀5頁,還剩2頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

金屬活動(dòng)性(第三版)金屬活動(dòng)性指的是轉(zhuǎn)化成,即金屬在水中離子化的傾向,由相應(yīng)的升華能、電離能和水合能決定。金屬活動(dòng)性順序,便是將金屬的半反應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)順序排列而成。若還原劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越小,則表明還原劑在熱力學(xué)上還原性(失電子傾向)越強(qiáng),還原相同氧化劑越完全;若氧化劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越大,則表明氧化劑在熱力學(xué)上氧化性越強(qiáng),氧化同一還原劑越完全。金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越小,金屬活動(dòng)性越強(qiáng)。對(duì)于變價(jià)金屬,在判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱時(shí),須要以水溶液中較穩(wěn)定的低價(jià)水合離子與金屬組成的電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)大小為依據(jù)。如比小,故在金屬活動(dòng)性順序里,汞在銀之前。若按,汞應(yīng)位于銀之后。此外,、,均介于和之間,但由于在水溶液中不穩(wěn)定,容易發(fā)生歧化反應(yīng),所以金屬活動(dòng)性順序中是指。金屬性與金屬活動(dòng)性是兩個(gè)不同的概念,切勿混淆。使用金屬活動(dòng)性順序時(shí),請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):(1)金屬活動(dòng)性只適用于熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和常溫(298K)下的反應(yīng)。非標(biāo)態(tài)時(shí),金屬的電極電勢(shì)將發(fā)生改變,只有當(dāng)金屬的電極電勢(shì)改變的幅度不大時(shí),金屬活動(dòng)性對(duì)反應(yīng)方向的判斷才繼續(xù)有效。非標(biāo)態(tài)下的電極電勢(shì)可用Nernst方程求出:(2)半反應(yīng)中物質(zhì)形態(tài)發(fā)生變化時(shí),金屬的電極電勢(shì)會(huì)改變,此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)不能根據(jù)金屬活動(dòng)性判斷。例如,按照金屬活動(dòng)性,銅不能與非氧化性酸反應(yīng)。但銅與濃鹽酸可發(fā)生反應(yīng):這便是因?yàn)樾纬闪巳群香~()酸根離子,降低了銅的電極電勢(shì)。(3)金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱是根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)判斷的,是化學(xué)平衡的數(shù)據(jù),與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān),不能保證動(dòng)力學(xué)性質(zhì)與熱力學(xué)性質(zhì)不發(fā)生矛盾。例如,鈣的金屬活動(dòng)性比鈉強(qiáng),但鈣的熔點(diǎn)較高,不易熔化,且生成的氫氧化鈣溶解度小,覆蓋在金屬表面,阻礙金屬與水的接觸,因此鈣與水反應(yīng)不如鈉劇烈。這是動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)活性,不是熱力學(xué)性質(zhì),與金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱是無關(guān)的。又如一種金屬同時(shí)和幾種活動(dòng)性較弱金屬的離子相遇時(shí),會(huì)先置換出活動(dòng)性最弱的金屬。這可解釋為“即使生成活動(dòng)性次弱的金屬,也可繼續(xù)發(fā)生置換反應(yīng),相當(dāng)于先置換出活動(dòng)性最弱的金屬”。但表面光潔的鎂條放入硫酸銅溶液中,因硫酸銅水解,溶液呈酸性,會(huì)有“邊出氫邊出銅”的現(xiàn)象,同時(shí)溶液上升,還會(huì)發(fā)生各種副反應(yīng)。同樣可以理解為,由于活化能高,氫氣在水溶液中不易發(fā)生置換反應(yīng)。這亦與金屬活動(dòng)性無關(guān)。若反應(yīng)能發(fā)生,如氫氣能迅速還原水溶液,還是符合金屬活動(dòng)性順序的。(4)嚴(yán)格地說,金屬活動(dòng)性只適用于水溶液體系。高溫反應(yīng)、非水溶液中的反應(yīng)等均不能直接用金屬活動(dòng)性說明問題。常見的錯(cuò)誤是以金屬活動(dòng)性解釋鋁熱反應(yīng)。實(shí)際上,這類熱還原法可簡(jiǎn)便地通過氧化物的Ellingham圖(自由能溫度圖)分析。(5)金屬活動(dòng)性是否適用于非水溶液,則要具體問題具體分析。以液氨為例,液氨能發(fā)生自偶電離:與討論水溶液中相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)類似,需規(guī)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn):從能量角度看,金屬在液氨中離子化,和在水中離子化相比,只是氨合能和水合能不同。而金屬離子水合能大的,往往氨合能也大,因此液氨中的金屬活動(dòng)性順序大體上和水中相似(具體數(shù)據(jù)并不相同);對(duì)于那些和氨配位明顯強(qiáng)的(如、),氨合能(絕對(duì)值)較大,則金屬的電極電勢(shì)將減小,活動(dòng)性增強(qiáng)。特別是在液氨溶液中變得穩(wěn)定,使液氨中的金屬活動(dòng)性順序變?yōu)?。?jù)此便不難判斷液氨中置換反應(yīng)的方向和完全程度。對(duì)于其他非水溶劑,如醇(似水)等,甚至熔融液,也可做出相應(yīng)判斷。此處從略。Q:在金屬活動(dòng)性順序里為什么包括氫?A:1865年,Beketov在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,首先提出了金屬活動(dòng)性順序,在這個(gè)順序里就已包括了氫。因?yàn)闅淇梢员晃挥谒懊娴慕饘購(gòu)南∷崂镏脫Q出來,而氫在一定條件下,也有能力把位于它后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液里置換出來。這就是說,當(dāng)時(shí)區(qū)分金屬的活潑與不活潑,是以氫作為標(biāo)準(zhǔn)的。目前以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱,而標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)也是將標(biāo)準(zhǔn)氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)定的。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為負(fù)值的金屬比氫活潑;標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為正值的金屬活動(dòng)性弱于氫。由于以上原因,氫被排進(jìn)了金屬活動(dòng)性順序里。Q:銫的金屬性比鋰強(qiáng),為什么鋰的金屬活動(dòng)性最強(qiáng)?A:在化學(xué)反應(yīng)中,金屬原子通常表現(xiàn)出失去電子成為陽離子的傾向。故金屬性的強(qiáng)弱一般可用金屬元素的電離能(氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽離子時(shí)所需要的能量)大小來衡量,其中第一電離能最重要。銫的第一電離能比鋰的第一電離能要小,因此銫的金屬性要比鋰強(qiáng)。(僅從電離能衡量元素的金屬性是不全面的??砂央娯?fù)性的數(shù)值作為元素金屬性或非金屬性的綜合量度。)金屬活動(dòng)性反映金屬在水溶液里形成水合離子的傾向,是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為依據(jù)的。從能量角度看,金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)除了與其電離能有關(guān)外,同時(shí)還與升華能(固態(tài)金屬變?yōu)闅鈶B(tài)原子時(shí)所吸收的能量)、水合能(氣態(tài)金屬陽離子發(fā)生水合過程所放出的能量)有關(guān)。鋰的升華能和電離能都比銫大,但由于鋰離子半徑較小,具有較高水合能(絕對(duì)值),鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比銫更小,金屬活動(dòng)性強(qiáng)于銫。Q:那么,為什么鋰與水反應(yīng)并不劇烈?A:以金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的標(biāo)志是不正確的。鋰的金屬活動(dòng)性最強(qiáng),但由于鋰的熔點(diǎn)較高(180.50),(溶解度相對(duì)較小的事實(shí)并不是那么重要,請(qǐng)注意,易溶于水?。╀嚺c水反應(yīng)并不劇烈。注:本表數(shù)據(jù)摘自Lide D RCRC Handbook of Chemistry and PhysicsM90th edBoca Raton:CRC Press,20

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論