จำนวนแรงดันไฟฟ้าของโลหะและคุณสมบัติของโลหะ โลกของวัสดุสมัยใหม่ - อนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าของโลหะ

โลหะที่ทำปฏิกิริยาได้ง่ายเรียกว่าโลหะแอคทีฟ ซึ่งรวมถึงโลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ และอะลูมิเนียม

ตำแหน่งในตารางธาตุ

คุณสมบัติทางโลหะของธาตุจะอ่อนลงจากซ้ายไปขวา ตารางธาตุเมนเดเลเยฟ. ดังนั้นองค์ประกอบของกลุ่ม I และ II จึงถือว่ามีการใช้งานมากที่สุด

ข้าว. 1. โลหะที่ใช้งานอยู่ในตารางธาตุ

โลหะทั้งหมดเป็นตัวรีดิวซ์และแยกส่วนกับอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงานภายนอกได้ง่าย โลหะแอคทีฟมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงหนึ่งหรือสองตัว ในกรณีนี้ คุณสมบัติของโลหะได้รับการปรับปรุงจากบนลงล่างด้วยจำนวนระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้น เนื่องจาก ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ห่างจากนิวเคลียสของอะตอมมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งแยกได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

โลหะอัลคาไลถือว่ามีการใช้งานมากที่สุด:

• ลิเธียม;
• โซเดียม;
• โพแทสเซียม;
• รูบิเดียม;
• ซีเซียม;
• แฟรนเซียม.

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ คือ:

• เบริลเลียม;
• แมกนีเซียม;
• แคลเซียม;
• สตรอนเทียม;
• แบเรียม;
• เรเดียม

คุณสามารถค้นหาระดับของกิจกรรมของโลหะได้จากอนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าโลหะ ยิ่งองค์ประกอบอยู่ทางซ้ายของไฮโดรเจนมากเท่าไร โลหะทางด้านขวาของไฮโดรเจนจะไม่ทำงานและสามารถทำปฏิกิริยากับกรดเข้มข้นเท่านั้น

ข้าว. 2. ชุดเคมีไฟฟ้าความเครียดของโลหะ

รายชื่อโลหะที่ออกฤทธิ์ในทางเคมียังรวมถึงอะลูมิเนียม ซึ่งอยู่ในกลุ่ม III และทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม อะลูมิเนียมตั้งอยู่บนขอบของโลหะแอกทีฟและแอกทีฟปานกลาง และไม่ทำปฏิกิริยากับสารบางชนิดภายใต้สภาวะปกติ

คุณสมบัติ

โลหะที่ใช้งานจะอ่อน (สามารถใช้มีดตัดได้) เบา และมีจุดหลอมเหลวต่ำ

หลัก คุณสมบัติทางเคมีโลหะจะแสดงในตาราง

ปฏิกิริยา	สมการ	ข้อยกเว้น
โลหะอัลคาไลติดไฟได้เองในอากาศ และมีปฏิกิริยากับออกซิเจน	K + O 2 → KO 2	ลิเธียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธและอะลูมิเนียมก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ในอากาศ และติดไฟได้เองเมื่อได้รับความร้อน	2Ca + O 2 → 2CaO
ทำปฏิกิริยากับสารอย่างง่ายเพื่อสร้างเกลือ	Ca + Br 2 → CaBr 2; - 2Al + 3S → อัล 2 S 3	อะลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน
ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ เกิดเป็นด่างและไฮโดรเจน	- Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2	ปฏิกิริยากับลิเธียมดำเนินไปอย่างช้าๆ อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำหลังจากกำจัดฟิล์มออกไซด์แล้วเท่านั้น
ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือ	Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2; 2K + 2HMnO 4 → 2KMnO 4 + H 2
ทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือ โดยทำปฏิกิริยากับน้ำก่อนแล้วจึงตามด้วยเกลือ	2Na + CuCl 2 + 2H 2 O: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2; - 2NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

โลหะที่ใช้งานทำปฏิกิริยาได้ง่ายดังนั้นในธรรมชาติจึงพบได้เฉพาะในส่วนผสม - แร่ธาตุ, หิน

ข้าว. 3. แร่และโลหะบริสุทธิ์

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

โลหะที่ใช้งานประกอบด้วยองค์ประกอบของกลุ่ม I และ II - โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ ธ รวมถึงอลูมิเนียม กิจกรรมของพวกเขาเกิดจากโครงสร้างของอะตอม - อิเล็กตรอนบางตัวถูกแยกออกจากภายนอกได้ง่าย ระดับพลังงาน. เหล่านี้เป็นโลหะอ่อนที่ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับสารที่ง่ายและซับซ้อน ก่อตัวเป็นออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ เกลือ อลูมิเนียมอยู่ใกล้กับไฮโดรเจนมากขึ้นและการทำปฏิกิริยากับสารนั้นต้องการเงื่อนไขเพิ่มเติม - อุณหภูมิสูง การทำลายฟิล์มออกไซด์

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Pb, ชม 2 , Cu, Ag, Hg, Au

ยิ่งทางด้านซ้ายของโลหะอยู่ในอนุกรมของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานมากเท่าไร ตัวรีดิวซ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งที่สุดคือโลหะลิเธียม ทองคำจะอ่อนที่สุด และในทางกลับกัน ไอออนของทอง (III) จะแข็งแกร่งที่สุด ตัวออกซิไดซ์ ลิเธียม (I) อ่อนแอที่สุด

โลหะแต่ละชนิดสามารถกู้คืนจากเกลือในสารละลายได้ โลหะที่อยู่ในชุดของแรงดันไฟฟ้าหลังจากนั้น ตัวอย่างเช่น เหล็กสามารถแทนที่ทองแดงจากสารละลายของเกลือได้ อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธจะทำปฏิกิริยาโดยตรงกับน้ำ

โลหะที่อยู่ในชุดของแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนสามารถแทนที่จากสารละลายของกรดเจือจางได้ในขณะที่ละลายอยู่ในนั้น

กิจกรรมการลดของโลหะไม่สอดคล้องกับตำแหน่งของมันเสมอไป ระบบธาตุเนื่องจากเมื่อกำหนดตำแหน่งของโลหะในอนุกรมไม่เพียง แต่คำนึงถึงความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานที่ใช้ในการทำลายโครงตาข่ายคริสตัลของโลหะตลอดจนพลังงานที่ใช้ไป การให้ความชุ่มชื้นของไอออน

ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย

จาก ออกซิเจน โลหะส่วนใหญ่ก่อตัวเป็นออกไซด์ - แอมโฟเทอริกและเบสิก:

4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O,

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3.

โลหะอัลคาไล ยกเว้นลิเธียม ก่อให้เกิดเปอร์ออกไซด์:

2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2.

จาก ฮาโลเจน โลหะสร้างเกลือของกรดไฮโดรฮาลิก ตัวอย่างเช่น

Cu + Cl 2 \u003d CuCl 2.

จาก ไฮโดรเจน ส่วนใหญ่ โลหะที่ใช้งานอยู่สร้างไอออนิกไฮไดรด์ - สารคล้ายเกลือซึ่งไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -1

2Na + H 2 = 2NaH

จาก สีเทา โลหะก่อตัวเป็นซัลไฟด์ - เกลือของกรดไฮโดรซัลไฟด์:

จาก ไนโตรเจน โลหะบางชนิดก่อตัวเป็นไนไตรด์ ปฏิกิริยามักเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน:

3Mg + N 2 \u003d มก. 3 N 2.

จาก คาร์บอน คาร์ไบด์เกิดขึ้น

4Al + 3C \u003d อัล 3 C 4.

จาก ฟอสฟอรัส - ฟอสไฟด์:

3Ca + 2P = Ca 3 พี 2 .

โลหะสามารถโต้ตอบกันเพื่อสร้าง สารประกอบระหว่างโลหะ :

2Na + Sb = นา 2 Sb,

3Cu + Au = ลูกบาศก์ 3 Au

โลหะสามารถละลายซึ่งกันและกันที่อุณหภูมิสูงโดยไม่มีปฏิกิริยาใด ๆ เกิดขึ้น โลหะผสม.

โลหะผสม

โลหะผสม เรียกว่าระบบที่ประกอบด้วยโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป รวมทั้งโลหะและอโลหะที่มีคุณสมบัติเฉพาะซึ่งมีอยู่ในสถานะโลหะเท่านั้น

คุณสมบัติของโลหะผสมมีความหลากหลายมากและแตกต่างจากคุณสมบัติของส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้ทองคำแข็งขึ้นและเหมาะสำหรับทำเครื่องประดับมากขึ้น เงินจะถูกเพิ่มเข้าไป และโลหะผสมที่มีแคดเมียม 40% และบิสมัท 60% มี จุดหลอมเหลวที่ 144 °С, เช่น ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของส่วนประกอบ (Cd 321 °С, Bi 271 °С)

โลหะผสมประเภทต่อไปนี้เป็นไปได้:

โลหะที่หลอมละลายจะผสมกันในอัตราส่วนที่ละลายได้ไม่จำกัด ตัวอย่างเช่น Ag-Au, Ag-Cu, Cu-Ni และอื่น ๆ โลหะผสมเหล่านี้มีองค์ประกอบเป็นเนื้อเดียวกัน มีความทนทานต่อสารเคมีสูง นำกระแสไฟฟ้าได้

โลหะที่ยืดออกจะผสมกันในอัตราส่วนใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเย็นลง โลหะจะแยกชั้นและได้มวล ซึ่งประกอบด้วยผลึกแต่ละส่วนของส่วนประกอบ เช่น Pb-Sn, Bi-Cd, Ag-Pb และอื่นๆ

ความต่างศักย์ "สารอิเล็กโทรด - สารละลาย" เป็นเพียงลักษณะเชิงปริมาณของความสามารถของสาร (ทั้งโลหะและอโลหะ) ผ่านเข้าไปในสารละลายในรูปของไอออน เช่น ตัวละครโดยความสามารถ OB ของไอออนและสารที่เกี่ยวข้อง

ความต่างศักย์นี้เรียกว่าศักยภาพของอิเล็กโทรด.

อย่างไรก็ตาม วิธีการโดยตรงสำหรับการวัดความต่างศักย์ดังกล่าวไม่มีอยู่ดังนั้นเราจึงตกลงที่จะกำหนดให้เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐานที่เรียกว่าศักยภาพซึ่งมีค่าตามเงื่อนไขเป็นศูนย์ (มักเรียกว่าอิเล็กโทรดอ้างอิง) อิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐานประกอบด้วยจากแผ่นทองคำขาวที่แช่อยู่ในสารละลายกรดกับคอนความเข้มข้นของไอออน H + 1 โมล/ลิตร และถูกชะล้างด้วยไอพ่นของก๊าซไฮโดรเจนภายใต้สภาวะมาตรฐาน

การเกิดขึ้นของศักย์ที่อิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐานสามารถจินตนาการได้ดังนี้ ก๊าซไฮโดรเจนซึ่งถูกดูดซับโดยแพลทินัมจะผ่านเข้าสู่สถานะอะตอม:

เอช22เอช.

ระหว่างอะตอมไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของจาน ไฮโดรเจนไอออนในสารละลายและแพลทินัม (อิเล็กตรอน) สถานะของสมดุลไดนามิกจะเกิดขึ้นจริง:

เอช เอช + อี

กระบวนการโดยรวมแสดงโดยสมการ:

เอช 2 2เอช + + 2อี.

แพลทินัมไม่ได้มีส่วนร่วมในรีดอกซ์และ กระบวนการ แต่เป็นเพียงพาหะของไฮโดรเจนปรมาณู

หากแผ่นโลหะที่แช่อยู่ในสารละลายเกลือที่มีความเข้มข้นของไอออนโลหะเท่ากับ 1 โมล / ลิตรเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐานเราจะได้ เซลล์กัลวานิก. แรงเคลื่อนไฟฟ้าของธาตุนี้(EMF) วัดที่ 25 ° C และแสดงลักษณะของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของโลหะ ซึ่งมักจะแสดงเป็น E 0

เกี่ยวกับระบบ H 2 / 2H + สารบางชนิดจะทำงานเป็นตัวออกซิไดซ์และสารอื่น ๆ เป็นตัวรีดิวซ์ ในปัจจุบัน ค่าศักย์มาตรฐานของโลหะเกือบทั้งหมดและอโลหะหลายชนิดได้รับแล้ว ซึ่งเป็นลักษณะความสามารถสัมพัทธ์ของตัวรีดิวซ์หรือตัวออกซิไดซ์ในการบริจาคหรือจับอิเล็กตรอน

ศักยภาพของอิเล็กโทรดที่ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ที่เกี่ยวกับไฮโดรเจนมีเครื่องหมาย "-" และเครื่องหมาย "+" แสดงถึงศักยภาพของอิเล็กโทรดที่เป็นตัวออกซิไดซ์

หากคุณจัดเรียงโลหะตามลำดับจากน้อยไปมากของศักย์อิเล็กโทรดมาตรฐาน สิ่งที่เรียกว่า อนุกรมแรงดันไฟฟ้าเคมีของโลหะ:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, N a, M g, A l, M n, Zn, C r, F e, C d, Co, N i, Sn, P b, H, Sb, V ฉัน , С u , Hg , А g , Р d , Р t , А u .

ชุดของความเค้นกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของโลหะ

1. ยิ่งศักย์ไฟฟ้าของโลหะเป็นลบมากเท่าใด ความสามารถในการรีดิวซ์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

2. โลหะแต่ละชนิดสามารถแทนที่ (คืนค่า) จากสารละลายเกลือ โลหะเหล่านั้นที่อยู่ในชุดความเค้นของโลหะหลังจากนั้น ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ ซึ่งจะไม่ลดไอออนของโลหะอื่นๆ จากสารละลายของเกลือ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในกรณีเหล่านี้ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำจะดำเนินไปในอัตราที่เร็วขึ้น

3. โลหะทุกชนิดที่มีศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานเป็นลบ เช่น อยู่ในชุดของแรงดันไฟฟ้าของโลหะทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนสามารถแทนที่ได้จากสารละลายกรด

ควรสังเกตว่าชุดที่นำเสนอแสดงลักษณะพฤติกรรมของโลหะและเกลือของโลหะในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น เนื่องจากศักยภาพจะพิจารณาถึงคุณลักษณะของปฏิสัมพันธ์ของไอออนหนึ่งหรือไอออนอื่นกับโมเลกุลของตัวทำละลาย นั่นคือเหตุผลที่ชุดเคมีไฟฟ้าเริ่มต้นด้วยลิเธียม ในขณะที่รูบิเดียมและโพแทสเซียมที่มีปฏิกิริยาทางเคมีมากกว่าจะอยู่ที่ด้านขวาของลิเธียม นี่เป็นเพราะพลังงานสูงเป็นพิเศษของกระบวนการให้ความชุ่มชื้นของลิเธียมไอออนเมื่อเทียบกับไอออนของโลหะอัลคาไลอื่นๆ

ค่าพีชคณิตของศักย์รีดอกซ์มาตรฐานแสดงลักษณะกิจกรรมออกซิเดชันของรูปแบบออกซิไดซ์ที่สอดคล้องกัน ดังนั้นการเปรียบเทียบค่าศักยภาพรีดอกซ์มาตรฐานทำให้เราสามารถตอบคำถาม: ปฏิกิริยารีดอกซ์นี้หรือปฏิกิริยานั้นดำเนินต่อไปหรือไม่?

ดังนั้น ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของไอออนเฮไลด์ทั้งหมดเป็นฮาโลเจนอิสระ

2 Cl - - 2 e \u003d C l 2 E 0 \u003d -1.36 V (1)

2 Br - -2e \u003d B r 2 E 0 \u003d -1.07 V (2)

2I - -2 จ \u003d ฉัน 2 E 0 \u003d -0.54 V (3)

สามารถรับรู้ได้ภายใต้สภาวะมาตรฐานเมื่อใช้ตะกั่วออกไซด์เป็นตัวออกซิไดซ์ ( IV ) (E 0 = 1.46 V) หรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (E 0 = 1.52 V) เมื่อใช้โพแทสเซียมไดโครเมต ( E0 = 1.35 V) ทำได้เฉพาะปฏิกิริยา (2) และ (3) เท่านั้น ในที่สุดการใช้กรดไนตริกเป็นตัวออกซิไดซ์ ( E0 = 0.96 V) อนุญาตเพียงครึ่งปฏิกิริยากับการมีส่วนร่วมของไอออนไอโอไดด์ (3)

ดังนั้นเกณฑ์เชิงปริมาณสำหรับการประเมินความเป็นไปได้ของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยเฉพาะคือค่าบวกของความแตกต่างระหว่างค่าศักย์รีดอกซ์มาตรฐานของปฏิกิริยาออกซิเดชันและครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน

อนุกรมกิจกรรมไฟฟ้าเคมีของโลหะ (ช่วงแรงดันไฟฟ้า, ช่วงของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน) - ลำดับที่โลหะถูกจัดเรียงตามลำดับการเพิ่มศักย์ไฟฟ้าเคมีมาตรฐาน φ 0 ที่สอดคล้องกับครึ่งปฏิกิริยาการลดไอออนบวกของโลหะ Me n+ : Me n+ + nē → Me

ความเค้นจำนวนหนึ่งแสดงลักษณะกิจกรรมเปรียบเทียบของโลหะในปฏิกิริยารีดอกซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำ

ประวัติศาสตร์

ลำดับของโลหะตามลำดับการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมทางเคมีใน ในแง่ทั่วไปนักเล่นแร่แปรธาตุรู้อยู่แล้ว กระบวนการของการแทนที่โลหะร่วมกันจากสารละลายและการตกตะกอนของพื้นผิว (ตัวอย่างเช่น การแทนที่ของเงินและทองแดงจากสารละลายของเกลือด้วยเหล็ก) ถือเป็นการแสดงถึงการแปรสภาพของธาตุ

นักเล่นแร่แปรธาตุในยุคต่อมาเกือบจะเข้าใจด้านเคมีของการตกตะกอนของโลหะร่วมกันจากสารละลายของพวกเขา ดังนั้น Angelus Sala ในงานของเขา "Anatomy Vitrioli" (1613) ได้ข้อสรุปว่าผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเคมีประกอบด้วย "ส่วนประกอบ" เดียวกันกับที่มีอยู่ในสารดั้งเดิม ต่อจากนั้น Robert Boyle ได้เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับสาเหตุที่โลหะชนิดหนึ่งแทนที่อีกชนิดหนึ่งจากสารละลาย

ในยุคของการก่อตัวของเคมีคลาสสิก ความสามารถขององค์ประกอบในการแทนที่ซึ่งกันและกันจากสารประกอบกลายเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยา J. Berzelius บนพื้นฐานของทฤษฎีเคมีไฟฟ้าของความสัมพันธ์ ได้สร้างการจำแนกประเภทของธาตุ โดยแบ่งพวกมันออกเป็น "เมทัลลอยด์" (ปัจจุบันใช้คำว่า "อโลหะ") และ "โลหะ" และใส่ไฮโดรเจนระหว่างพวกมัน

ลำดับของโลหะตามความสามารถในการแทนที่ซึ่งกันและกันซึ่งนักเคมีรู้จักกันมานานได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนและเสริมโดย N. N. Beketov ในปี 1860 และปีต่อ ๆ มา ในปี พ.ศ. 2402 เขาได้จัดทำรายงานในปารีสในหัวข้อ "การวิจัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์การแทนที่ขององค์ประกอบบางอย่างโดยผู้อื่น" ในงานนี้ Beketov รวมอยู่ด้วย ทั้งเส้นสรุปเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดร่วมกันขององค์ประกอบและน้ำหนักอะตอมของพวกมันโดยเชื่อมโยงกระบวนการเหล่านี้กับ " คุณสมบัติทางเคมีดั้งเดิมขององค์ประกอบ - สิ่งที่เรียกว่าความสัมพันธ์ทางเคมี» . การค้นพบโดย Beketov เกี่ยวกับการแทนที่ของโลหะจากสารละลายเกลือของพวกมันด้วยไฮโดรเจนภายใต้ความกดดัน และการศึกษากิจกรรมรีดิวซ์ของอะลูมิเนียม แมกนีเซียม และสังกะสีที่ อุณหภูมิสูง(metallothermy) ทำให้เขาสามารถตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถของธาตุบางชนิดในการแทนที่ธาตุอื่นจากสารประกอบที่มีความหนาแน่น: เบากว่า สารที่เรียบง่ายสามารถแทนที่ของที่หนักกว่าได้ (ดังนั้นจึงมักเรียกซีรีส์นี้ว่า อนุกรมการกระจัดของเบเคตอฟหรือง่ายๆ ชุด Beketov).

โดยไม่ปฏิเสธข้อดีที่สำคัญของ Beketov ในการก่อตัว ความคิดร่วมสมัยเกี่ยวกับกิจกรรมต่างๆ ของโลหะ ควรถือว่าผิดพลาดซึ่งเป็นที่นิยมในประเทศและ วรรณกรรมเพื่อการศึกษาความคิดของเขาในฐานะผู้สร้างซีรีส์นี้แต่เพียงผู้เดียว ข้อมูลการทดลองจำนวนมากที่ได้รับใน XIX ปลายศตวรรษหักล้างสมมติฐานของ Beketov ดังนั้น William Odling จึงอธิบายหลายกรณีของ "การกลับรายการกิจกรรม" ตัวอย่างเช่น ทองแดงแทนที่ดีบุกจากสารละลายเข้มข้นที่เป็นกรดของ SnCl 2 และตะกั่วจากสารละลายที่เป็นกรดของ PbCl 2 นอกจากนี้ยังสามารถละลายในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นด้วยการปลดปล่อยไฮโดรเจน ทองแดง ดีบุก และตะกั่วอยู่ในแถวทางขวาของแคดเมียม อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถแทนที่ได้จากสารละลาย CdCl 2 ที่มีกรดเดือดเล็กน้อย

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเคมีเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองชี้ให้เห็นอีกสาเหตุหนึ่งสำหรับความแตกต่างในกิจกรรมทางเคมีของโลหะ ด้วยการพัฒนาแนวคิดสมัยใหม่ของเคมีไฟฟ้า (ส่วนใหญ่อยู่ในผลงานของ Walter Nernst) เป็นที่ชัดเจนว่าลำดับนี้สอดคล้องกับ "ชุดของแรงดันไฟฟ้า" - การจัดเรียงของโลหะตามค่าของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน ดังนั้น แทนที่จะเป็นลักษณะเชิงคุณภาพ - "แนวโน้ม" ของโลหะและไอออนของโลหะต่อปฏิกิริยาบางอย่าง - เนิร์สต์แนะนำค่าเชิงปริมาณที่แน่นอนซึ่งแสดงถึงความสามารถของโลหะแต่ละชนิดในการผ่านเข้าสู่สารละลายในรูปของไอออน และจะลดลงจาก ไอออนกับโลหะบนอิเล็กโทรดและตั้งชื่อชุดที่เกี่ยวข้อง ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานจำนวนหนึ่ง.

พื้นฐานทางทฤษฎี

ค่า ศักย์ไฟฟ้าเคมีเป็นฟังก์ชันของตัวแปรหลายตัว ดังนั้นจึงแสดงการพึ่งพาที่ซับซ้อนกับตำแหน่งของโลหะในระบบธาตุ ดังนั้น ศักยภาพในการออกซิเดชันของไอออนบวกจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของพลังงานการทำให้เป็นอะตอมของโลหะ โดยการเพิ่มศักยภาพของไอออนไนซ์ทั้งหมดของอะตอม และด้วยการลดลงของพลังงานไฮเดรชันของไอออนบวก

ในมาก ปริทัศน์เป็นที่ชัดเจนว่าโลหะในช่วงเริ่มต้นนั้นมีค่าศักย์ไฟฟ้าเคมีต่ำและครอบครองตำแหน่งทางด้านซ้ายของชุดแรงดันไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน การสลับกันของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธสะท้อนถึงปรากฏการณ์ความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง โลหะที่อยู่ใกล้กับช่วงกลางของช่วงเวลานั้นมีค่าศักย์สูงและครอบครองตำแหน่งในครึ่งขวาของซีรีส์ ศักยภาพไฟฟ้าเคมีที่เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ (จาก -3.395 V สำหรับคู่ Eu 2+ /Eu [ ] ถึง +1.691 V สำหรับ Au + /Au pair) สะท้อนถึงการลดลงของกิจกรรมที่ลดลงของโลหะ (ความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอน) และการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการออกซิไดซ์ของไอออนบวก (ความสามารถในการติดอิเล็กตรอน) ดังนั้น ตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุดคือโลหะยูโรเพียม และตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดคือโกลด์ไอออนบวก Au+

ตามธรรมเนียมแล้ว ไฮโดรเจนจะรวมอยู่ในชุดแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากการวัดค่าศักย์ไฟฟ้าเคมีของโลหะในเชิงปฏิบัตินั้นดำเนินการโดยใช้อิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐาน

การใช้งานจริงของช่วงแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่งถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติสำหรับการประเมินเชิงเปรียบเทียบ [สัมพัทธ์] ของกิจกรรมทางเคมีของโลหะในปฏิกิริยากับสารละลายเกลือและกรดในน้ำ และสำหรับการประเมินกระบวนการแคโทดิกและแอโนดิกระหว่างอิเล็กโทรลิซิส:

• โลหะทางซ้ายของไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่าโลหะทางขวา: พวกมันแทนที่ตัวหลังจากสารละลายเกลือ ตัวอย่างเช่น การโต้ตอบ Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu เป็นไปได้ในทิศทางไปข้างหน้าเท่านั้น
• โลหะในแถวด้านซ้ายของไฮโดรเจนจะแทนที่ไฮโดรเจนเมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ โลหะที่ใช้งานมากที่สุด (รวมถึงอะลูมิเนียม) - และเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ
• โลหะในแถวทางขวาของไฮโดรเจนไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะปกติ
• ในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิส โลหะทางด้านขวาของไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทด การลดลงของโลหะที่มีกิจกรรมปานกลางนั้นมาพร้อมกับการปล่อยไฮโดรเจน โลหะที่ใช้งานมากที่สุด (จนถึงอลูมิเนียม) ไม่สามารถแยกออกจากสารละลายเกลือที่เป็นน้ำได้ภายใต้สภาวะปกติ

ตารางศักย์ไฟฟ้าเคมีของโลหะ

โลหะ	ไอออนบวก	φ 0 , V	ปฏิกิริยา	อิเล็กโทรไลซิส (ที่แคโทด):
	ลี่+	-3,0401	ทำปฏิกิริยากับน้ำ	ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมา
	ซีเอส +	-3,026
	Rb+	-2,98
	เค+	-2,931
	F +	-2,92
	ราทู+	-2,912
	บา2+	-2,905
	ซีเนียร์2+	-2,899
	Ca2+	-2,868
	อียู 2+	-2,812
	นา+	-2,71
	เอสเอ็ม2+	-2,68
	Md2+	-2,40	ทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของกรด
	ลา3+	-2,379
	วาย3+	-2,372
	เอ็มจีทู+	-2,372
	ซี3+	-2,336
	ป.3+	-2,353
	น.3+	-2,323
	เออ 3+	-2,331
	โฮ3+	-2,33
	Tm3+	-2,319
	เอสเอ็ม 3+	-2,304
	น.3+	-2,30
	เอฟเอ็ม 2+	-2,30
	ได3+	-2,295
	ลู3+	-2,28
	ทีบี 3+	-2,28
	จีดี 3+	-2,279
	เอส 2+	-2,23
	เอซี 3+	-2,20
	ได 2+	-2,2
	น.2+	-2,2
	cf2+	-2,12
	วท.3+	-2,077
	ฉัน 3+	-2,048
	ซม.3+	-2,04
	Pu3+	-2,031
	เออ 2+	-2,0
	ปร2+	-2,0
	อียู 3+	-1,991
	ล.3+	-1,96
	cf3+	-1,94
	เอส3+	-1,91
	Th4+	-1,899
	เอฟเอ็ม 3+	-1,89
	Np 3+	-1,856
	เป็น 2+	-1,847
	ยู3+	-1,798
	อัล3+	-1,700
	ม.3+	-1,65
	ที2+	-1,63		ปฏิกิริยาที่แข่งขันกัน: ทั้งวิวัฒนาการของไฮโดรเจนและวิวัฒนาการของโลหะบริสุทธิ์
	เอชเอฟ4+	-1,55
	Zr4+	-1,53
	ป่า3+	-1,34
	ที3+	-1,208
	ป.3+	-1,205
	ไม่ใช่ 3+	-1,20
	ตี4+	-1,19
	Mn2+	-1,185
	V2+	-1,175
	Nb 3+	-1,1
	Nb 5+	-0,96
	วี3+	-0,87
	Cr2+	-0,852
	สังกะสี2+	-0,763
	Cr3+	-0,74
	Ga3+	-0,560

โลหะใน ปฏิกริยาเคมีผู้ฟื้นฟูเสมอ กิจกรรมการลดของโลหะสะท้อนถึงตำแหน่งของมันในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า

จากซีรีส์สามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:

1. ยิ่งโลหะอยู่ในแถวนี้ไปทางซ้ายมากเท่าไรก็ยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้นในฐานะตัวรีดิวซ์

2. โลหะแต่ละชนิดสามารถแทนที่เกลือในสารละลายโลหะที่อยู่ทางขวาได้

2Fe + 3CuSO 4 → 3Cu + Fe 2 (SO 4) 3

3. โลหะที่อยู่ในอนุกรมของแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนสามารถแทนที่ด้วยกรดได้

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

4. โลหะซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุด (อัลคาไลน์และอัลคาไลน์เอิร์ธ) ในสารละลายที่เป็นน้ำ จะทำปฏิกิริยากับน้ำก่อน

ความสามารถในการลดลงของโลหะซึ่งกำหนดโดยชุดเคมีไฟฟ้านั้นไม่สอดคล้องกับตำแหน่งของมันในระบบธาตุเสมอไป เนื่องจากชุดแรงดันไฟฟ้าไม่ได้คำนึงถึงรัศมีของอะตอมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานของการแยกอิเล็กตรอนด้วย

อัลดีไฮด์ โครงสร้างและคุณสมบัติ การได้มาซึ่งการใช้ฟอร์มิกและอะซิติกอัลดีไฮด์

อัลดีไฮด์คือ สารประกอบอินทรีย์ซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยหมู่คาร์บอนิลที่เชื่อมต่อกับไฮโดรเจนและอนุมูลไฮโดรคาร์บอน

เมทานอล (ฟอร์มัลดีไฮด์)

คุณสมบัติทางกายภาพ

เมธานอลเป็นสารที่เป็นก๊าซ สารละลายน้ำ- ฟอร์มาลีน

คุณสมบัติทางเคมี

รีเอเจนต์สำหรับอัลดีไฮด์คือ Cu (OH) 2

แอปพลิเคชัน

ใช้กันอย่างแพร่หลายคือเมธานอลและเอธานอล เมธานอลจำนวนมากถูกใช้เพื่อผลิตเรซินฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ ซึ่งได้จากการทำปฏิกิริยาเมธานอลกับฟีนอล เรซินนี้จำเป็นสำหรับการผลิตพลาสติกต่างๆ พลาสติกที่ทำจากเรซินฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์รวมกับสารตัวเติมหลายชนิดเรียกว่าฟีนอล เมื่อละลายฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์เรซินในอะซิโตนหรือแอลกอฮอล์ จะได้สารเคลือบเงาต่างๆ เมื่อเมธานอลทำปฏิกิริยากับคาร์บาไมด์ CO (NH 2) 2 จะได้เรซินคาร์ไบด์และจะได้พลาสติกอะมิโนจากมัน วัสดุที่มีรูพรุนขนาดเล็กทำจากพลาสติกเหล่านี้สำหรับความต้องการด้านวิศวกรรมไฟฟ้า Methanal ยังใช้ในการผลิตยาและสีย้อมบางชนิด สารละลายน้ำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายประกอบด้วย เศษส่วนมวลเมธานอล 40% เรียกว่าฟอร์มาลีน การใช้งานขึ้นอยู่กับความสามารถในการพับโปรตีน

ใบเสร็จ

อัลดีไฮด์ได้มาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลเคนและแอลกอฮอล์ Ethanal ผลิตโดย ethine hydration และ ethene oxidation

ตั๋วหมายเลข 12

ออกไซด์ที่สูงขึ้น องค์ประกอบทางเคมีช่วงที่สาม รูปแบบในการวัดคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งขององค์ประกอบทางเคมีในระบบธาตุ คุณสมบัติทางเคมีลักษณะของออกไซด์: พื้นฐาน, แอมโฟเทอริก, เป็นกรด

ออกไซด์- นี่คือ สารที่ซับซ้อนประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี 2 องค์ประกอบ หนึ่งในนั้นคือออกซิเจนที่มีสถานะออกซิเดชันเป็น "-2"

ออกไซด์ของคาบที่สามประกอบด้วย:
นา 2 O, MgO, อัล 2 O 3, SiO 2, P 2 O 5, SO 3, Cl 2 O 7.

เมื่อระดับการเกิดออกซิเดชันของธาตุเพิ่มขึ้น คุณสมบัติที่เป็นกรดของออกไซด์จะเพิ่มขึ้น

Na 2 O, MgO - ออกไซด์พื้นฐาน

Al 2 O 3 - แอมโฟเทอริกออกไซด์

SiO 2, P 2 O 5, SO 3, Cl 2 O 7 เป็นออกไซด์ของกรด

ออกไซด์พื้นฐานทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ

MgO + 2CH 3 COOH → (CH 3 COO) 2 ปรอท + H 2 O

ออกไซด์ของอัลคาไลและ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างด่าง

นา 2 O + HOH → 2NaOH

ออกไซด์พื้นฐานทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรดเพื่อสร้างเกลือ
นา 2 O + SO 2 → นา 2 SO 3
กรดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับด่างเพื่อสร้างเกลือและน้ำ

2NaOH + SO 3 → นา 2 SO 4 + H 2 O

ทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดเป็นกรด

ดังนั้น 3 + H 2 O → H 2 ดังนั้น 4

แอมโฟเทอริกออกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดและด่าง

อัล 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ด้วยอัลคาไล

อัล 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O

ไขมัน คุณสมบัติและองค์ประกอบ ไขมันในธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงของไขมันในร่างกาย ผลิตภัณฑ์จากการประมวลผลทางเทคนิคของไขมัน แนวคิดของสารซักฟอกสังเคราะห์ การปกป้องธรรมชาติจากมลภาวะทาง SMS

ไขมันเป็นเอสเทอร์ของกลีเซอรอลและกรดคาร์บอกซิลิก

สูตรทั่วไปสำหรับไขมัน:

ไขมันแข็งส่วนใหญ่เกิดจากกรดคาร์บอกซิลิกที่มีข้อจำกัดสูงกว่า - สเตียริก C 17 H 35 COOH, ปาล์มมิติก C 15 H 31 COOH และอื่น ๆ ไขมันเหลวส่วนใหญ่เกิดจากกรดคาร์บอกซิลิกที่ไม่อิ่มตัวสูง - โอเลอิก C 17 H 33 COOH, เลโนเลอิก C 17 H 31 COOH

ไขมันพร้อมกับคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตในสัตว์และพืช พวกเขามีความสำคัญ ส่วนประกอบอาหารคนและสัตว์. เมื่อไขมันถูกออกซิไดซ์ในร่างกาย พลังงานจะถูกปล่อยออกมา เมื่อไขมันเข้าสู่อวัยวะย่อยอาหาร ไขมันจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นกลีเซอรอลและกรดที่เกี่ยวข้องภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์

ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสจะถูกดูดซึมโดย villi ในลำไส้ จากนั้นไขมันจะถูกสังเคราะห์ขึ้น แต่มีลักษณะเฉพาะของร่างกายอยู่แล้ว กระแสเลือดจะขนส่งไขมันไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่ออื่นๆ ของร่างกาย ซึ่งไขมันเหล่านั้นจะสะสมหรือไฮโดรไลซ์อีกครั้ง และค่อยๆ ออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) และน้ำ

คุณสมบัติทางกายภาพ

ไขมันสัตว์ส่วนใหญ่เป็นของแข็ง แต่ก็มีของเหลวเช่นกัน (น้ำมันปลา) ไขมันพืชเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด สารที่เป็นของเหลว- น้ำมัน ไขมันพืชที่รู้จักและเป็นของแข็ง - น้ำมันมะพร้าว

คุณสมบัติทางเคมี.

ไขมันในสิ่งมีชีวิตของสัตว์จะถูกไฮโดรไลซ์ต่อหน้าเอนไซม์ นอกจากทำปฏิกิริยากับน้ำแล้ว ไขมันยังมีปฏิกิริยากับด่างอีกด้วย

ส่วนประกอบของน้ำมันพืชประกอบด้วยเอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่ไม่อิ่มตัว พวกมันสามารถผ่านกระบวนการเติมไฮโดรเจนได้ พวกมันกลายเป็นสารประกอบลิมิต
ตัวอย่าง: เนยเทียมผลิตในเชิงพาณิชย์จากน้ำมันพืช

แอปพลิเคชัน.
ไขมันส่วนใหญ่ใช้เป็นผลิตภัณฑ์อาหาร ก่อนหน้านี้มีการใช้ไขมันเพื่อทำสบู่
ผงซักฟอกสังเคราะห์

ผงซักฟอกสังเคราะห์เป็นอันตรายต่อ สิ่งแวดล้อม, เพราะ มีความเสถียรและยากต่อการแตกหัก