Електрохімічний ряд напруг
Еле́ктрохімі́чний ряд напру́г, ряд акти́вності (мета́лів) — послідовність елементів в порядку зменшення їхніх стандартних потенціалів окиснення (тобто ступеня легкості віддачі електронів у хімічних реакціях). Термін здебільшого застосовується для порівняння активності металів.
Найпоширеніші елементи розташовуються таким чином (потенціали окиснення наведено у вольтах):
| Li | Cs | Rb | K | Ba | Sr | Ca | Na | Mg | Al | Mn | Zn | H2 | Cu | I- | Ag | Au | F- |
| 3,04 | 2,92 | 2,92 | 2,90 | 2,89 | 2,76 | 2,71 | 2,38 | 2,23 | 1,71 | 1,03 | 0,76 | 0,00 | -0,34 | -0,54 | -0,80 | -1,42 | -2,87 |
Приклади порівняння хімічної активності різних металів
Якщо залізну пластинку занурити в розчин сульфату міді(II), то залізо буде розчинятись, а мідь виділятися з розчину і осідати тонким шаром на залізній пластинці:
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Реакція витіснення міді з розчину її солі залізом зводиться до реакції відновлення іонів міді Cu2+ атомами заліза. Атоми при цьому втрачають свої валентні електрони і перетворюються в іони Fe2+
- Fe° - 2e → Fe2+
- Cu2+ + 2e → Cu°
Замість заліза можна взяти нікель, цинк, марганець і взагалі будь-який метал, що стоїть в ряді напруг лівіше від міді. Кожний з них відновлює іони міді до металічного стану, а сам окиснюється і перетворюється у відповідні іони. Звідси виходить, що кожний з цих металів хімічно активніший від міді, тобто легше втрачає свої валентні електрони, будучи сильнішим від неї відновником.
Мідь, у свою чергу, легко витісняє з розчину солі будь-який метал, що стоїть у ряді напруг правіше від неї (ртуть, срібло, золото і ін.), оскільки мідь легше втрачає свої валентні електрони, ніж ці метали. Але мідь не може витіснити з розчину солі жоден з металів, що стоїть у ряду напруг лівіше від неї.
Водень поставлений у ряд напруг металів, бо він, як і метали, утворює позитивно заряджені іони і може витіснятися з розчину кислот (крім нітратної) усіма металами, що стоять у ряді напруг лівіше від нього.
Електрохімічний ряд напруг показує:
- Чим лівіше розміщений метал у ряді напруг, тим він
- хімічно активніший
- сильніший відновник
- легше окислюється
- важче відновлюється з його іонів
- Чим правіше розміщений метал в ряді напруг, тим він
- хімічно менш активний
- слабший відновник
- важче окислюється
- легше відновлюється з його іонів.
- Кожний метал ряду напруг відновлює (витісняє) катіони всіх металів, що стоять у ряді правіше від нього у водних розчинах їх солей.
- Усі метали, що стоять у ряді напруг лівіше від водню, відновлюють (витісняють) його іони у водних розчинах кислот (крім нітратної), а метали, що стоять правіше від нього, не відновлюють.
Електрохімічний ряд напруг показує зміну хімічної активності металів лише у водних розчинах їх солей, а не взагалі. При інших хімічних реакціях — утворенні оксидів, сульфідів, хлоридів тощо — хімічна активність металів змінюється інакше.
Джерела
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
- Деркач Ф. А. Хімія. — Львів : Львівський університет, 1968. — 312 с.