La reacción química de un ácido con un metal es específica de esta clase de compuestos. En su curso, el protón de hidrógeno se restituye y, junto con el anión ácido, se reemplaza por un catión metálico. Este es un ejemplo de una reacción de formación de sal, aunque hay varios tipos de interacciones que no siguen este principio. Proceden como redox y no van acompañados de evolución de hidrógeno.
Principios de las reacciones de ácidos con metales
Todas las reacciones de un ácido inorgánico con un metal conducen a la formación de sales. La única excepción es, quizás, la reacción del metal noble con agua regia, una mezcla de ácido clorhídrico y nítrico. Cualquier otra interacción de ácidos con metales conduce a la formación de una sal. Si el ácido no es ni sulfúrico ni nítrico concentrado, el hidrógeno molecular se separa como producto.
Pero cuando el ácido sulfúrico concentrado reacciona, la interacción con los metales procede según el principio de un proceso redox. Por lo tanto, se distinguieron experimentalmente dos tipos de interacciones, típicasmetales y ácidos inorgánicos fuertes:
- reacción de metales con ácidos diluidos;
- interacción con ácido concentrado.
Las reacciones del primer tipo proceden con cualquier ácido. Las únicas excepciones son el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico de cualquier concentración. Reaccionan según el segundo tipo y conducen a la formación de sales y productos de reducción de azufre y nitrógeno.
Reacciones típicas de ácidos con metales
Los metales ubicados a la izquierda del hidrógeno en la serie electroquímica estándar reaccionan con ácido sulfúrico diluido y otros ácidos de varias concentraciones, con la excepción del ácido nítrico, para formar una sal y liberar hidrógeno molecular. Los metales ubicados a la derecha del hidrógeno en la serie de electronegatividad no pueden reaccionar con los ácidos anteriores y solo interactúan con el ácido nítrico, independientemente de su concentración, con el ácido sulfúrico concentrado y con el agua regia. Esta es una interacción típica de ácidos con metales.
Reacciones de metales con ácido sulfúrico concentrado
Cuando el contenido de ácido sulfúrico en la solución es superior al 68%, se considera concentrado e interactúa con los metales a la izquierda ya la derecha del hidrógeno. El principio de la reacción con metales de diversas actividades se muestra en la foto a continuación. Aquí, el agente oxidante es el átomo de azufre en el anión sulfato. Se reduce a sulfuro de hidrógeno, óxido tetravalente o azufre molecular.
Reacciones con ácido nítrico diluido
Diluidoel ácido nítrico reacciona con los metales situados a la izquierda ya la derecha del hidrógeno. Durante la reacción con metales activos, se forma amoníaco, que inmediatamente se disuelve e interactúa con el anión nitrato, formando otra sal. Con metales de actividad media, el ácido reacciona liberando nitrógeno molecular. Con inactivo, la reacción procede con la liberación de óxido dinítrico. Muy a menudo, se forman varios productos de reducción de azufre en una reacción. En la siguiente aplicación gráfica se sugieren ejemplos de reacciones.
Reacciones con ácido nítrico concentrado
En este caso, el nitrógeno también actúa como agente oxidante. Todas las reacciones terminan con la formación de sal y la liberación de óxido nítrico. Los esquemas del curso de las reacciones redox se proponen en la aplicación gráfica. Al mismo tiempo, la reacción del agua regia con elementos de baja actividad merece especial atención. Tal interacción de ácidos con metales no es específica.
Reactividad de los metales
Los metales reaccionan muy fácilmente con los ácidos, aunque hay algunas sustancias inertes. Estos son metales nobles y elementos que tienen un potencial electroquímico estándar alto. Hay una serie de metales que se construyen sobre la base de este indicador. Se llama la serie de electronegatividad. Si el metal está ubicado a la izquierda del hidrógeno, entonces puede reaccionar con ácido diluido.
Solo hay una excepción: hierro yel aluminio debido a la formación de óxidos trivalentes en su superficie no puede reaccionar con el ácido sin calentarse. Si la mezcla se calienta, inicialmente la película de óxido del metal entra en la reacción y luego se disuelve en el ácido mismo. Los metales ubicados a la derecha del hidrógeno en la serie de actividad electroquímica no pueden reaccionar con ácidos inorgánicos, incluido el ácido sulfúrico diluido. Hay dos excepciones a la regla: estos metales se disuelven en ácido nítrico concentrado y diluido y agua regia. Solo el rodio, el rutenio, el iridio y el osmio no pueden disolverse en este último.
