Skābes ķīmiskā reakcija ar metālu ir raksturīga šīm savienojumu klasēm. Tā gaitā ūdeņraža protons tiek atjaunots un kopā ar skābes anjonu tiek aizstāts ar metāla katjonu. Šis ir sāls veidošanās reakcijas piemērs, lai gan pastāv vairāki mijiedarbības veidi, kas neatbilst šim principam. Tie notiek kā redoks, un tos nepavada ūdeņraža evolūcija.
Skābju reakcijas principi ar metāliem
Visas neorganiskās skābes reakcijas ar metālu izraisa sāļu veidošanos. Vienīgais izņēmums, iespējams, ir cēlmetāla reakcija ar ūdens regiju, sālsskābes un slāpekļskābes maisījumu. Jebkura cita skābju mijiedarbība ar metāliem izraisa sāls veidošanos. Ja skābe nav ne koncentrēta sērskābe, ne slāpekļskābe, molekulārais ūdeņradis tiek atdalīts kā produkts.
Bet, reaģējot koncentrētai sērskābei, mijiedarbība ar metāliem notiek pēc redoksprocesa principa. Tāpēc eksperimentāli tika izdalīti divi mijiedarbības veidi, tipiskimetāli un stipras neorganiskās skābes:
- metālu reakcija ar atšķaidītām skābēm;
- mijiedarbība ar koncentrētu skābi.
Pirmā veida reakcijas notiek ar jebkuru skābi. Vienīgie izņēmumi ir koncentrēta sērskābe un jebkuras koncentrācijas slāpekļskābe. Tie reaģē atbilstoši otrajam tipam un izraisa sāļu un sēra un slāpekļa reducēšanās produktu veidošanos.
Tipiskas skābju reakcijas ar metāliem
Metāli, kas atrodas pa kreisi no ūdeņraža standarta elektroķīmiskajā sērijā, reaģē ar atšķaidītu sērskābi un citām dažādu koncentrāciju skābēm, izņemot slāpekļskābi, veidojot sāli un izdalot molekulāro ūdeņradi. Metāli, kas atrodas pa labi no ūdeņraža elektronegativitātes rindā, nevar reaģēt ar iepriekš minētajām skābēm un mijiedarboties tikai ar slāpekļskābi neatkarīgi no tās koncentrācijas, ar koncentrētu sērskābi un ar ūdens regiju. Tā ir tipiska skābju mijiedarbība ar metāliem.
Metālu reakcijas ar koncentrētu sērskābi
Ja sērskābes saturs šķīdumā ir vairāk nekā 68%, to uzskata par koncentrētu un mijiedarbojas ar metāliem pa kreisi un pa labi no ūdeņraža. Reakcijas princips ar dažādas aktivitātes metāliem ir parādīts zemāk esošajā fotoattēlā. Šeit oksidētājs ir sēra atoms sulfāta anjonā. Tas tiek reducēts par sērūdeņradi, 4-valentu oksīdu vai molekulāro sēru.
Reakcijas ar atšķaidītu slāpekļskābi
Atšķaidītsslāpekļskābe reaģē ar metāliem, kas atrodas pa kreisi un pa labi no ūdeņraža. Reakcijas laikā ar aktīvajiem metāliem veidojas amonjaks, kas uzreiz izšķīst un mijiedarbojas ar nitrāta anjonu, veidojot citu sāli. Ar vidējas aktivitātes metāliem skābe reaģē ar molekulārā slāpekļa izdalīšanos. Ja tas ir neaktīvs, reakcija turpinās, izdalot slāpekļa oksīdu. Visbiežāk vienā reakcijā veidojas vairāki sēra samazināšanas produkti. Reakciju piemēri ir ieteikti zemāk esošajā grafiskajā lietojumprogrammā.
Reakcijas ar koncentrētu slāpekļskābi
Šajā gadījumā slāpeklis darbojas arī kā oksidētājs. Visas reakcijas beidzas ar sāls veidošanos un slāpekļa oksīda izdalīšanos. Grafiskā pielietojumā piedāvātas redoksreakciju norises shēmas. Tajā pašā laikā īpašu uzmanību ir pelnījusi ūdens regija reakcija ar mazaktīviem elementiem. Šāda skābju mijiedarbība ar metāliem ir nespecifiska.
Metālu reaktivitāte
Metāli diezgan viegli reaģē ar skābēm, lai gan ir dažas inertas vielas. Tie ir cēlmetāli un elementi, kuriem ir augsts elektroķīmiskais potenciāls. Ir vairāki metāli, kas ir izgatavoti, pamatojoties uz šo rādītāju. To sauc par elektronegativitātes sēriju. Ja metāls tajā atrodas pa kreisi no ūdeņraža, tad tas spēj reaģēt ar atšķaidītu skābi.
Ir tikai viens izņēmums: dzelzs unalumīnijs, jo uz to virsmas veidojas 3-valenti oksīdi, nevar reaģēt ar skābi bez karsēšanas. Ja maisījumu karsē, tad sākotnēji reakcijā nonāk metāla oksīda plēve, un pēc tam tā izšķīst pašā skābē. Metāli, kas atrodas pa labi no ūdeņraža elektroķīmiskajā darbības sērijā, nevar reaģēt ar neorganisko skābi, tostarp atšķaidītu sērskābi. Noteikumam ir divi izņēmumi: šie metāli izšķīst koncentrētā un atšķaidītā slāpekļskābē un ūdens regijā. Pēdējā nevar izšķīdināt tikai rodiju, rutēniju, irīdiju un osmiju.
