रासायनिक गुणधर्मधातू: ऑक्सिजन, हॅलोजन, सल्फर आणि पाणी, आम्ल, क्षार यांच्याशी परस्परसंवाद.

धातूंचे रासायनिक गुणधर्म त्यांच्या अणूंच्या बाह्य उर्जेच्या पातळीपासून सहजपणे इलेक्ट्रॉन सोडण्याच्या क्षमतेद्वारे निर्धारित केले जातात, सकारात्मक चार्ज केलेल्या आयनांमध्ये बदलतात. अशा प्रकारे, रासायनिक अभिक्रियांमध्ये, धातू ऊर्जा कमी करणारे घटक आहेत. ही त्यांची मुख्य सामान्य रासायनिक मालमत्ता आहे.

इलेक्ट्रॉन दान करण्याची क्षमता वैयक्तिक धातू घटकांच्या अणूंमध्ये बदलते. धातू जितके सोपे त्याचे इलेक्ट्रॉन सोडते, तितके ते अधिक सक्रिय होते आणि इतर पदार्थांवर अधिक जोमाने प्रतिक्रिया देते. संशोधनाच्या आधारे, सर्व धातू त्यांच्या क्रियाकलाप कमी करण्याच्या क्रमाने व्यवस्था केली गेली. ही मालिका प्रथम उत्कृष्ट शास्त्रज्ञ एन.एन. बेकेटोव्ह यांनी प्रस्तावित केली होती. धातूंच्या या क्रियाकलाप मालिकेला धातूंची विस्थापन मालिका किंवा धातूच्या व्होल्टेजची इलेक्ट्रोकेमिकल मालिका असेही म्हणतात. हे असे दिसते:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

या मालिकेच्या मदतीने आपण शोधू शकता की कोणता धातू दुसर्यामध्ये सक्रिय आहे. या मालिकेत हायड्रोजन आहे, जो धातू नाही. त्याचे दृश्य गुणधर्म एक प्रकारचे शून्य म्हणून तुलना करण्यासाठी घेतले जातात.

कमी करणाऱ्या एजंटचे गुणधर्म असल्याने, धातू विविध ऑक्सिडायझिंग एजंट्ससह, प्रामुख्याने नॉन-मेटल्ससह प्रतिक्रिया देतात. धातू सामान्य परिस्थितीत ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देतात किंवा ऑक्साइड तयार करण्यासाठी गरम करतात, उदाहरणार्थ:

2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2

या अभिक्रियामध्ये, मॅग्नेशियम अणूंचे ऑक्सिडीकरण केले जाते आणि ऑक्सिजनचे अणू कमी होतात. मालिकेच्या शेवटी उदात्त धातू ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देतात. हॅलोजनसह प्रतिक्रिया सक्रियपणे घडतात, उदाहरणार्थ, क्लोरीनमध्ये तांबे ज्वलन:

Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2

सल्फरसह प्रतिक्रिया बहुतेकदा गरम केल्यावर उद्भवते, उदाहरणार्थ:

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

Mg मधील धातूंच्या क्रियाकलाप मालिकेतील सक्रिय धातू पाण्यावर प्रतिक्रिया देऊन अल्कली आणि हायड्रोजन तयार करतात:

2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02

Al ते H2 मध्यम क्रियाशील धातू अधिक गंभीर परिस्थितीत पाण्यावर प्रतिक्रिया देतात आणि ऑक्साइड आणि हायड्रोजन तयार करतात:

Pb0 + H+2O धातूंचे रासायनिक गुणधर्म: ऑक्सिजन Pb+2O + H02 सह परस्परसंवाद.

द्रावणातील आम्ल आणि क्षार यांच्याशी प्रतिक्रिया करण्याची धातूची क्षमता देखील धातूंच्या विस्थापन मालिकेतील स्थानावर अवलंबून असते. हायड्रोजनच्या डावीकडे असलेल्या धातूंच्या विस्थापित पंक्तीमधील धातू सामान्यतः सौम्य ऍसिडमधून हायड्रोजन विस्थापित (कमी) करतात, तर हायड्रोजनच्या उजवीकडे असलेले धातू ते विस्थापित करत नाहीत. अशा प्रकारे, जस्त आणि मॅग्नेशियम आम्ल द्रावणासह प्रतिक्रिया देतात, हायड्रोजन सोडतात आणि क्षार तयार करतात, परंतु तांबे प्रतिक्रिया देत नाहीत.

Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02

Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.

या प्रतिक्रियांमधील धातूचे अणू कमी करणारे घटक आहेत आणि हायड्रोजन आयन ऑक्सिडायझिंग घटक आहेत.

धातू जलीय द्रावणातील क्षारांशी प्रतिक्रिया देतात. सक्रिय धातू क्षारांच्या रचनेतून कमी सक्रिय धातू विस्थापित करतात. हे धातूंच्या क्रियाकलाप मालिकेद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते. प्रतिक्रिया उत्पादने एक नवीन मीठ आणि एक नवीन धातू आहेत. म्हणून, जर लोखंडी प्लेट तांबे (II) सल्फेटच्या द्रावणात बुडविली गेली तर काही काळानंतर तांबे लाल कोटिंगच्या स्वरूपात सोडले जाईल:

Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.

परंतु जर चांदीची प्लेट तांबे (II) सल्फेटच्या द्रावणात बुडविली गेली तर कोणतीही प्रतिक्रिया होणार नाही:

Ag + CuSO4 ≠ .

अशा प्रतिक्रिया पार पाडण्यासाठी, आपण धातू वापरू शकत नाही जे खूप सक्रिय आहेत (लिथियमपासून सोडियम पर्यंत) जे पाण्यावर प्रतिक्रिया देऊ शकतात.

म्हणून, धातू नॉन-मेटल, पाणी, ऍसिड आणि क्षार यांच्याशी प्रतिक्रिया करण्यास सक्षम आहेत. या सर्व प्रकरणांमध्ये, धातूंचे ऑक्सिडीकरण केले जाते आणि ते कमी करणारे घटक असतात. धातूंचा समावेश असलेल्या रासायनिक अभिक्रियांचा अंदाज घेण्यासाठी, धातूंची विस्थापन मालिका वापरली जावी.

धातू त्यांच्या रासायनिक क्रियांमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलतात. धातूची रासायनिक क्रिया अंदाजे त्याच्या स्थानावरून तपासली जाऊ शकते.

सर्वात सक्रिय धातू या पंक्तीच्या सुरूवातीस (डावीकडे) स्थित आहेत, सर्वात निष्क्रिय धातू शेवटी (उजवीकडे) आहेत.
साध्या पदार्थांसह प्रतिक्रिया. धातू नॉनमेटल्सवर प्रतिक्रिया देऊन बायनरी संयुगे तयार करतात. वेगवेगळ्या धातूंसाठी प्रतिक्रिया परिस्थिती आणि कधीकधी त्यांची उत्पादने मोठ्या प्रमाणात बदलतात.
उदाहरणार्थ, अल्कली धातू खोलीच्या तपमानावर ऑक्सिजन (हवेसह) सक्रियपणे ऑक्साइड आणि पेरोक्साइड तयार करण्यासाठी प्रतिक्रिया देतात.

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

मध्यम क्रियाशील धातू गरम झाल्यावर ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देतात. या प्रकरणात, ऑक्साईड तयार होतात:

2Mg + O 2 = t 2MgO.

कमी-सक्रिय धातू (उदाहरणार्थ, सोने, प्लॅटिनम) ऑक्सिजनवर प्रतिक्रिया देत नाहीत आणि त्यामुळे हवेतील त्यांची चमक व्यावहारिकरित्या बदलत नाहीत.
बहुतेक धातू, सल्फर पावडरने गरम केल्यावर, संबंधित सल्फाइड तयार करतात:

जटिल पदार्थांसह प्रतिक्रिया. सर्व वर्गातील संयुगे धातू - ऑक्साईड्स (पाण्यासह), ऍसिडस्, बेस आणि क्षारांवर प्रतिक्रिया देतात.
सक्रिय धातू खोलीच्या तपमानावर पाण्यावर हिंसक प्रतिक्रिया देतात:

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2;
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2.

मॅग्नेशियम आणि ॲल्युमिनियम सारख्या धातूंची पृष्ठभाग संबंधित ऑक्साईडच्या दाट फिल्मद्वारे संरक्षित केली जाते. हे पाण्याबरोबर प्रतिक्रिया होण्यापासून प्रतिबंधित करते. तथापि, जर हा चित्रपट काढला गेला किंवा त्याची अखंडता विस्कळीत झाली, तर हे धातू देखील सक्रियपणे प्रतिक्रिया देतात. उदाहरणार्थ, चूर्ण मॅग्नेशियम गरम पाण्यावर प्रतिक्रिया देते:

Mg + 2H 2 O = 100 °C Mg(OH) 2 + H 2.

भारदस्त तापमानात, कमी सक्रिय धातू देखील पाण्यावर प्रतिक्रिया देतात: Zn, Fe, Mil, इ. या प्रकरणात, संबंधित ऑक्साइड तयार होतात. उदाहरणार्थ, गरम लोखंडी फायलिंग्सवर पाण्याची वाफ पार करताना, खालील प्रतिक्रिया उद्भवते:

3Fe + 4H 2 O = t Fe 3 O 4 + 4H 2.

हायड्रोजन पर्यंतच्या क्रियाकलाप मालिकेतील धातू क्षार आणि हायड्रोजन तयार करण्यासाठी ऍसिडसह (HNO 3 वगळता) प्रतिक्रिया देतात. सक्रिय धातू (K, Na, Ca, Mg) आम्ल द्रावणावर अतिशय हिंसकपणे (उच्च वेगाने) प्रतिक्रिया देतात:

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2;
2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

कमी-सक्रिय धातू बहुतेक वेळा आम्लांमध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या अघुलनशील असतात. हे त्यांच्या पृष्ठभागावर अघुलनशील मिठाच्या फिल्मच्या निर्मितीमुळे होते. उदाहरणार्थ, शिसे, जे हायड्रोजनच्या आधीच्या क्रियाकलाप मालिकेत आहे, त्याच्या पृष्ठभागावर अघुलनशील क्षारांची फिल्म (PbSO 4 आणि PbCl 2) तयार झाल्यामुळे सौम्य सल्फ्यूरिक आणि हायड्रोक्लोरिक ऍसिडमध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या अघुलनशील आहे.

कारणे – जटिल पदार्थ ज्यात मेटल कॅशन मी + (किंवा धातूसारखे कॅशन, उदाहरणार्थ, अमोनियम आयन NH 4 +) आणि हायड्रॉक्साइड आयन OH -.

पाण्यात त्यांच्या विद्राव्यतेच्या आधारावर, तळांमध्ये विभागलेले आहेत विद्रव्य (क्षार) आणि अघुलनशील तळ . तसेच आहे अस्थिर पाया, जे उत्स्फूर्तपणे विघटित होते.

मैदाने मिळत आहेत

1. पाण्यासह मूलभूत ऑक्साईडचा परस्परसंवाद. या प्रकरणात, सामान्य परिस्थितीत फक्त पाण्याने प्रतिक्रिया दिली जाते ते ऑक्साईड जे विरघळणाऱ्या बेस (अल्कली) शी संबंधित असतात.त्या. अशा प्रकारे आपण फक्त मिळवू शकता अल्कली:

मूलभूत ऑक्साईड + पाणी = बेस

उदाहरणार्थ , सोडियम ऑक्साईडपाण्यात तयार होतात सोडियम हायड्रॉक्साइड(सोडियम हायड्रॉक्साइड):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH

त्याच वेळी बद्दल तांबे (II) ऑक्साईडसह पाणी प्रतिसाद देत नाही:

CuO + H 2 O ≠

2. पाण्यासह धातूंचा परस्परसंवाद. त्याच वेळी पाण्याने प्रतिक्रिया द्यासामान्य परिस्थितीतफक्त अल्कली धातू(लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम, रुबिडियम, सीझियम), कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम आणि बेरियम.या प्रकरणात, एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया उद्भवते, हायड्रोजन ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे आणि धातू कमी करणारे एजंट आहे.

धातू + पाणी = अल्कली + हायड्रोजन

उदाहरणार्थ, पोटॅशियमसह प्रतिक्रिया देते पाणी खूप वादळी:

2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0

3. काही अल्कली धातूच्या क्षारांच्या द्रावणांचे इलेक्ट्रोलिसिस. नियमानुसार, अल्कली मिळविण्यासाठी, इलेक्ट्रोलिसिस केले जाते क्षार किंवा क्षारीय पृथ्वी धातू आणि ऑक्सिजन मुक्त ऍसिडस् यांनी तयार केलेले क्षारांचे द्रावण (हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड वगळता) - क्लोराईड्स, ब्रोमाइड्स, सल्फाइड्स इ. या समस्येवर लेखात अधिक तपशीलवार चर्चा केली आहे. .

उदाहरणार्थ , सोडियम क्लोराईडचे इलेक्ट्रोलिसिस:

2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2

4. क्षारांसह इतर क्षारांच्या परस्परसंवादाने बेस तयार होतात. या प्रकरणात, केवळ विरघळणारे पदार्थ संवाद साधतात आणि उत्पादनांमध्ये अघुलनशील मीठ किंवा अघुलनशील बेस तयार केला पाहिजे:

किंवा

अल्कली + मीठ 1 = मीठ 2 ↓ + अल्कली

उदाहरणार्थ: पोटॅशियम कार्बोनेट कॅल्शियम हायड्रॉक्साईडसह द्रावणात प्रतिक्रिया देते:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

उदाहरणार्थ: कॉपर(II) क्लोराईड सोडियम हायड्रॉक्साईडच्या द्रावणात प्रतिक्रिया देते. या प्रकरणात तो बाहेर पडतो ब्लू कॉपर(II) हायड्रॉक्साइड अवक्षेपण:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

अघुलनशील तळांचे रासायनिक गुणधर्म

1. अघुलनशील तळ मजबूत ऍसिड आणि त्यांच्या ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया देतात (आणि काही मध्यम ऍसिडस्). या प्रकरणात, मीठ आणि पाणी.

अघुलनशील आधार + आम्ल = मीठ + पाणी

अघुलनशील बेस + ऍसिड ऑक्साईड = मीठ + पाणी

उदाहरणार्थ ,कॉपर(II) हायड्रॉक्साईड मजबूत हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया देते:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

या प्रकरणात, तांबे (II) हायड्रॉक्साईड ऍसिड ऑक्साईडशी संवाद साधत नाही कमकुवतकार्बोनिक ऍसिड - कार्बन डायऑक्साइड:

Cu(OH) 2 + CO 2 ≠

2. ऑक्साईड आणि पाण्यात गरम केल्यावर अघुलनशील तळाचे विघटन होते.

उदाहरणार्थ, लोह (III) हायड्रॉक्साईड गरम झाल्यावर लोह (III) ऑक्साईड आणि पाण्यात विघटित होते:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

3. अघुलनशील बेस प्रतिक्रिया देत नाहीतएम्फोटेरिक ऑक्साईड आणि हायड्रॉक्साइडसह.

अघुलनशील बेस + एम्फोटेरिक ऑक्साइड ≠

अघुलनशील बेस + एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड ≠

4. काही अघुलनशील आधार म्हणून कार्य करू शकतातकमी करणारे एजंट. कमी करणारे एजंट हे धातूंद्वारे तयार केलेले तळ आहेत किमानकिंवा मध्यवर्ती ऑक्सिडेशन स्थिती, ज्यामुळे त्यांची ऑक्सिडेशन स्थिती (लोह (II) हायड्रॉक्साईड, क्रोमियम (II) हायड्रॉक्साइड इ.) वाढू शकते.

उदाहरणार्थ, लोह (II) हायड्रॉक्साईडचे वातावरणातील ऑक्सिजनसह लोह (III) हायड्रॉक्साईड पाण्याच्या उपस्थितीत ऑक्सिडाइझ केले जाऊ शकते:

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

अल्कलीचे रासायनिक गुणधर्म

1. अल्कली कोणत्याही बरोबर प्रतिक्रिया देतात ऍसिड - मजबूत आणि कमकुवत दोन्ही . या प्रकरणात, मध्यम मीठ आणि पाणी तयार होते. या प्रतिक्रिया म्हणतात तटस्थीकरण प्रतिक्रिया. शिक्षणही शक्य आहे आंबट मीठ, आम्ल पॉलीबेसिक असल्यास, अभिकर्मकांच्या विशिष्ट प्रमाणात, किंवा मध्ये जास्त ऍसिड. IN जास्त अल्कलीमध्यम मीठ आणि पाणी तयार होते:

अल्कली (अतिरिक्त) + आम्ल = मध्यम मीठ + पाणी

अल्कली + पॉलीबेसिक ऍसिड (अतिरिक्त) = ऍसिड मीठ + पाणी

उदाहरणार्थ , सोडियम हायड्रॉक्साईड, ट्रायबेसिक फॉस्फोरिक ऍसिडशी संवाद साधताना, 3 प्रकारचे क्षार तयार करू शकतात: डायहाइड्रोजन फॉस्फेट्स, फॉस्फेट्सकिंवा हायड्रोफॉस्फेट्स.

या प्रकरणात, डायहाइड्रोजन फॉस्फेट्स जास्त प्रमाणात ऍसिडमध्ये तयार होतात किंवा जेव्हा अभिकर्मकांचे मोलर रेशो (पदार्थांच्या प्रमाणाचे प्रमाण) 1:1 असते.

NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O

जेव्हा अल्कली आणि ऍसिडचे दाढ गुणोत्तर 2: 1 असते तेव्हा हायड्रोफॉस्फेट्स तयार होतात:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

अल्कली जास्त प्रमाणात, किंवा अल्कली ते आम्ल 3:1 च्या दाढ गुणोत्तराने, अल्कली धातू फॉस्फेट तयार होते.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. अल्कलीसह प्रतिक्रिया देतातएम्फोटेरिक ऑक्साइड आणि हायड्रॉक्साइड. त्याच वेळी वितळताना सामान्य क्षार तयार होतात , ए द्रावणात - जटिल लवण .

अल्कली (वितळणे) + एम्फोटेरिक ऑक्साइड = मध्यम मीठ + पाणी

अल्कली (वितळणे) + एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड = मध्यम मीठ + पाणी

अल्कली (सोल्यूशन) + एम्फोटेरिक ऑक्साइड = जटिल मीठ

अल्कली (द्रावण) + एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड = जटिल मीठ

उदाहरणार्थ , जेव्हा ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साईड सोडियम हायड्रॉक्साईडशी प्रतिक्रिया देते वितळणे मध्ये सोडियम अल्युमिनेट तयार होते. अधिक अम्लीय हायड्रॉक्साइड आम्ल अवशेष बनवते:

NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O

ए समाधान मध्ये एक जटिल मीठ तयार होते:

NaOH + Al(OH) 3 = Na

कृपया लक्षात घ्या की मिठाचे जटिल सूत्र कसे तयार केले जाते:प्रथम आपण केंद्रीय अणू निवडतो (तेएक नियम म्हणून, हे एक एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड धातू आहे).मग आपण त्यात भर घालतो लिगँड्स- आमच्या बाबतीत हे हायड्रॉक्साइड आयन आहेत. मध्य अणूच्या ऑक्सिडेशन स्थितीपेक्षा लिगँड्सची संख्या सामान्यतः 2 पट जास्त असते. परंतु ॲल्युमिनियम कॉम्प्लेक्स एक अपवाद आहे; त्याच्या लिगँड्सची संख्या बहुतेकदा 4 असते. आम्ही परिणामी तुकडा चौरस कंसात बंद करतो - हे एक जटिल आयन आहे. आम्ही त्याचे शुल्क निश्चित करतो आणि बाहेरील बाजूस आवश्यक प्रमाणात कॅशन किंवा आयन जोडतो.

3. अल्कली अम्लीय ऑक्साईडशी संवाद साधतात. त्याच वेळी, शिक्षण शक्य आहे आंबटकिंवा मध्यम मीठ, अल्कली आणि ऍसिड ऑक्साईडच्या मोलर गुणोत्तरावर अवलंबून. अल्कलीच्या जास्त प्रमाणात, एक मध्यम मीठ तयार होते आणि अम्लीय ऑक्साईडच्या जास्त प्रमाणात, एक आम्ल मीठ तयार होते:

अल्कली (अतिरिक्त) + ऍसिड ऑक्साईड = मध्यम मीठ + पाणी

किंवा:

अल्कली + ऍसिड ऑक्साईड (अतिरिक्त) = ऍसिड मीठ

उदाहरणार्थ , संवाद साधताना जास्त सोडियम हायड्रॉक्साइडकार्बन डायऑक्साइडसह, सोडियम कार्बोनेट आणि पाणी तयार होते:

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

आणि संवाद साधताना जास्त कार्बन डायऑक्साइडसोडियम हायड्रॉक्साईडसह फक्त सोडियम बायकार्बोनेट तयार होते:

2NaOH + CO 2 = NaHCO 3

4. अल्कली क्षारांशी संवाद साधतात. अल्कली प्रतिक्रिया देतात फक्त विद्रव्य क्षारांसहसमाधान मध्ये, प्रदान केले आहे अन्नामध्ये वायू किंवा गाळ तयार होतो . अशा प्रतिक्रिया यंत्रणेनुसार पुढे जातात आयन एक्सचेंज.

अल्कली + विरघळणारे मीठ = मीठ + संबंधित हायड्रॉक्साइड

क्षार धातूच्या क्षारांच्या द्रावणाशी संवाद साधतात, जे अघुलनशील किंवा अस्थिर हायड्रॉक्साईड्सशी संबंधित असतात.

उदाहरणार्थ, सोडियम हायड्रॉक्साईड द्रावणातील तांबे सल्फेटशी प्रतिक्रिया देते:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

तसेच अल्कली अमोनियम क्षारांच्या द्रावणावर प्रतिक्रिया देतात.

उदाहरणार्थ , पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड अमोनियम नायट्रेट द्रावणासह प्रतिक्रिया देते:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! जेव्हा ॲम्फोटेरिक धातूंचे क्षार जास्ती अल्कलीशी संवाद साधतात तेव्हा एक जटिल मीठ तयार होते!

चला या समस्येकडे अधिक तपशीलवार पाहू या. जर मीठ ज्या धातूशी सुसंगत असेल त्याद्वारे तयार केले जाते एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड , थोड्या प्रमाणात अल्कलीशी संवाद साधतो, नंतर नेहमीची एक्सचेंज प्रतिक्रिया येते आणि एक अवक्षेपण होतेया धातूचे हायड्रॉक्साइड .

उदाहरणार्थ , अतिरिक्त झिंक सल्फेट पोटॅशियम हायड्रॉक्साईडच्या द्रावणात प्रतिक्रिया देते:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

तथापि, या प्रतिक्रियेमध्ये तो एक आधार नाही जो तयार होतो, परंतु एमफोटेरिक हायड्रॉक्साइड. आणि, जसे आम्ही आधीच वर सूचित केले आहे, ॲम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड्स अतिरिक्त अल्कलीमध्ये विरघळतात आणि जटिल क्षार तयार करतात . टी अशा प्रकारे, जेव्हा झिंक सल्फेटची प्रतिक्रिया होते जास्त अल्कली द्रावणएक जटिल मीठ तयार होते, कोणतेही अवक्षेपण नाही:

ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4

अशा प्रकारे, आम्ही धातूच्या क्षारांच्या परस्परसंवादासाठी 2 योजना प्राप्त करतो, जे अल्कलीसह एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइडशी संबंधित आहेत:

ॲम्फोटेरिक धातूचे मीठ (अतिरिक्त) + अल्कली = एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड↓ + मीठ

amph.metal salt + alkali (excess) = जटिल मीठ + मीठ

5. अल्कली अम्लीय क्षारांशी संवाद साधतात.या प्रकरणात, मध्यम क्षार किंवा कमी आम्लयुक्त क्षार तयार होतात.

आंबट मीठ + अल्कली = मध्यम मीठ + पाणी

उदाहरणार्थ , पोटॅशियम हायड्रोसल्फाईट पोटॅशियम हायड्रॉक्साईडवर प्रतिक्रिया देऊन पोटॅशियम सल्फाइट आणि पाणी तयार करते:

KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O

अम्लीय क्षारांचे गुणधर्म मानसिकदृष्ट्या 2 पदार्थांमध्ये - आम्ल आणि मीठ विभाजित करून निश्चित करणे खूप सोयीचे आहे. उदाहरणार्थ, आम्ही सोडियम बायकार्बोनेट NaHCO 3 ला यूओलिक ऍसिड H 2 CO 3 आणि सोडियम कार्बोनेट Na 2 CO 3 मध्ये मोडतो. बायकार्बोनेटचे गुणधर्म मोठ्या प्रमाणावर कार्बोनिक ऍसिडचे गुणधर्म आणि सोडियम कार्बोनेटच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केले जातात.

6. अल्कली द्रावणातील धातूंशी संवाद साधतात आणि वितळतात. या प्रकरणात, ऑक्सिडेशन-कपात प्रतिक्रिया येते, द्रावणात तयार होते जटिल मीठआणि हायड्रोजन, वितळणे मध्ये - मध्यम मीठआणि हायड्रोजन.

लक्ष द्या! फक्त तेच धातू ज्यांच्या ऑक्साईडची किमान सकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती ॲम्फोटेरिक असते ते द्रावणातील अल्कलीशी विक्रिया करतात!

उदाहरणार्थ , लोखंडअल्कली द्रावणावर प्रतिक्रिया देत नाही, लोह (II) ऑक्साईड मूलभूत आहे. ए ॲल्युमिनियमजलीय अल्कली द्रावणात विरघळते, ॲल्युमिनियम ऑक्साईड एम्फोटेरिक आहे:

2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0

7. अल्कली नॉन-मेटल्सशी संवाद साधतात. या प्रकरणात, रेडॉक्स प्रतिक्रिया उद्भवतात. नियमानुसार, नॉनमेटल्स अल्कलीमध्ये असमान असतात. ते प्रतिक्रिया देत नाहीतअल्कली सह ऑक्सिजन, हायड्रोजन, नायट्रोजन, कार्बन आणि अक्रिय वायू (हेलियम, निऑन, आर्गॉन इ.):

NaOH +O 2 ≠

NaOH +N 2 ≠

NaOH +C ≠

सल्फर, क्लोरीन, ब्रोमिन, आयोडीन, फॉस्फरसआणि इतर नॉन-मेटल्स विषमअल्कलीमध्ये (म्हणजे ते स्वयं-ऑक्सिडाइझ करतात आणि स्वत: ची पुनर्प्राप्ती करतात).

उदाहरणार्थ, क्लोरीनसंवाद साधताना थंड लायऑक्सिडेशन स्थिती -1 आणि +1 मध्ये जाते:

2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O

क्लोरीनसंवाद साधताना गरम लायऑक्सिडेशन स्थिती -1 आणि +5 मध्ये जाते:

6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O

सिलिकॉनअल्कलीस द्वारे ऑक्सिडेशन अवस्थेत ऑक्सिडाइज्ड +4.

उदाहरणार्थ, समाधान मध्ये:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0

फ्लोरिन अल्कलीस ऑक्सिडाइझ करते:

2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

आपण लेखात या प्रतिक्रियांबद्दल अधिक वाचू शकता.

8. गरम केल्यावर अल्कली विघटित होत नाहीत.

अपवाद लिथियम हायड्रॉक्साइड आहे:

2LiOH = Li 2 O + H 2 O

आवर्त सारणीच्या खालच्या डाव्या कोपऱ्यात धातू व्यापतात. धातू s-घटक, d-घटक, f-घटक आणि अंशतः p-घटकांच्या कुटुंबाशी संबंधित आहेत.

धातूंचे सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म म्हणजे इलेक्ट्रॉन दान करण्याची आणि सकारात्मक चार्ज केलेले आयन बनण्याची त्यांची क्षमता. शिवाय, धातू केवळ सकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती प्रदर्शित करू शकतात.

मी - ne = मी n +

1. धातू नसलेल्या धातूंचा परस्परसंवाद.

ए ) हायड्रोजनसह धातूंचा परस्परसंवाद.

अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वीचे धातू हायड्रोजनवर थेट प्रतिक्रिया देतात, हायड्राइड्स तयार करतात.

उदाहरणार्थ:

Ca + H 2 = CaH 2

आयनिक क्रिस्टल स्ट्रक्चरसह नॉन-स्टोइचियोमेट्रिक संयुगे तयार होतात.

b) ऑक्सिजनसह धातूंचा परस्परसंवाद.

Au, Ag, Pt वगळता सर्व धातू वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे ऑक्सिडाइज्ड होतात.

उदाहरण:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 (पेरोक्साइड)

4K + O 2 = 2K 2 O

2Mg + O2 = 2MgO

2Cu + O 2 = 2CuO

c) हॅलोजनसह धातूंचा परस्परसंवाद.

सर्व धातू हॅलोजनसह प्रतिक्रिया देऊन हॅलाइड तयार करतात.

उदाहरण:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

हे प्रामुख्याने आयनिक संयुगे आहेत: MeHal n

d) नायट्रोजनसह धातूंचा परस्परसंवाद.

अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वीचे धातू नायट्रोजनशी संवाद साधतात.

उदाहरण:

3Ca + N2 = Ca3N2

Mg + N 2 = Mg 3 N 2 - नायट्राइड.

ई) कार्बनसह धातूंचा परस्परसंवाद.

धातू आणि कार्बनचे संयुगे - कार्बाइड्स. ते कार्बनसह वितळण्याच्या परस्परसंवादाने तयार होतात. सक्रिय धातू कार्बनसह स्टोचिओमेट्रिक संयुगे तयार करतात:

4Al + 3C = Al 4 C 3

धातू - डी-एलिमेंट्स नॉन-स्टोइचिओमेट्रिक रचनांचे संयुगे बनवतात जसे की ठोस द्रावण: WC, ZnC, TiC - सुपरहार्ड स्टील्स तयार करण्यासाठी वापरले जातात.

2. पाण्यासह धातूंचा परस्परसंवाद.

पाण्याच्या रेडॉक्स क्षमतेपेक्षा जास्त नकारात्मक क्षमता असलेल्या धातू पाण्याशी प्रतिक्रिया देतात.

सक्रिय धातू पाण्यावर अधिक सक्रियपणे प्रतिक्रिया देतात, पाण्याचे विघटन करतात आणि हायड्रोजन सोडतात.

Na + 2H2O = H2 + 2NaOH

कमी सक्रिय धातू हळूहळू पाण्याचे विघटन करतात आणि अघुलनशील पदार्थांच्या निर्मितीमुळे प्रक्रिया मंद होते.

3. मीठ द्रावणासह धातूंचा परस्परसंवाद.

प्रतिक्रिया देणारा धातू मीठापेक्षा जास्त सक्रिय असल्यास ही प्रतिक्रिया शक्य आहे:

Zn + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4

0.76 V., = + 0.34 V.

अधिक नकारात्मक किंवा कमी सकारात्मक मानक इलेक्ट्रोड क्षमता असलेला धातू त्याच्या मीठाच्या द्रावणातून दुसरा धातू विस्थापित करतो.

4. अल्कली द्रावणासह धातूंचा परस्परसंवाद.

ॲम्फोटेरिक हायड्रॉक्साइड तयार करणारे किंवा मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंटच्या उपस्थितीत उच्च ऑक्सिडेशन अवस्था असलेल्या धातू अल्कलीसह प्रतिक्रिया देऊ शकतात. जेव्हा धातू अल्कली द्रावणांशी संवाद साधतात तेव्हा ऑक्सिडायझिंग एजंट पाणी असते.

उदाहरण:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- ऑक्सीकरण

Zn 0 - कमी करणारे एजंट

1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - घट

एच 2 ओ - ऑक्सिडायझिंग एजंट

Zn + 4OH - + 2H 2 O = 2- + 2OH - + H 2

उच्च ऑक्सिडेशन अवस्था असलेल्या धातू फ्यूजन दरम्यान अल्कलीशी संवाद साधू शकतात:

4Nb +5O 2 +12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O

5. ऍसिडसह धातूंचा संवाद.

या जटिल प्रतिक्रिया आहेत; प्रतिक्रिया उत्पादने धातूच्या क्रियाकलापांवर, आम्लाचा प्रकार आणि एकाग्रता आणि तापमानावर अवलंबून असतात.

क्रियाकलापांवर आधारित, धातू पारंपारिकपणे सक्रिय, मध्यम क्रियाकलाप आणि कमी क्रियाकलापांमध्ये विभागली जातात.

आम्ल पारंपारिकपणे 2 गटांमध्ये विभागले जातात:

गट I - कमी ऑक्सिडायझिंग क्षमतेसह ऍसिड: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (पातळ), H 3 PO 4, H 2 S, येथे ऑक्सिडायझिंग एजंट H + आहे. धातूंशी संवाद साधताना, ऑक्सिजन (H 2 ) सोडला जातो. नकारात्मक इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल असलेल्या धातू पहिल्या गटातील ऍसिडसह प्रतिक्रिया देतात.

गट II - उच्च ऑक्सिडायझिंग क्षमतेसह ऍसिडस्: H 2 SO 4 (conc.), HNO 3 (पातळ), HNO 3 (conc.). या ऍसिडमध्ये, ऑक्सिडायझिंग एजंट हे ऍसिड ॲनियन्स आहेत: . आयन कमी करण्याची उत्पादने खूप वैविध्यपूर्ण असू शकतात आणि धातूच्या क्रियाकलापांवर अवलंबून असतात.

एच 2 एस - सक्रिय धातूंसह

H 2 SO 4 +6е S 0 ↓ - मध्यम क्रियाकलाप असलेल्या धातूंसह

SO 2 - कमी-सक्रिय धातूंसह

NH 3 (NH 4 NO 3) - सक्रिय धातूंसह

HNO 3 +4.5e N 2 O, N 2 - मध्यम क्रियाकलाप असलेल्या धातूंसह

नाही - कमी-सक्रिय धातूंसह

HNO 3 (conc.) - NO 2 - कोणत्याही क्रियाकलापाच्या धातूसह.

जर धातूंमध्ये व्हेरिएबल व्हॅलेन्स असेल, तर गट I च्या ऍसिडसह धातू कमी सकारात्मक ऑक्सिडेशन स्थिती प्राप्त करतात: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. गट II च्या ऍसिडशी संवाद साधताना, ऑक्सिडेशन स्थिती +3 असते: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+ आणि हायड्रोजन कधीही सोडला जात नाही.

काही धातू (Fe, Cr, Al, Ti, Ni, इ.) सशक्त ऍसिडच्या द्रावणात, जेव्हा ऑक्सिडाइज्ड होतात तेव्हा ते दाट ऑक्साईड फिल्मने आच्छादित होतात, ज्यामुळे धातूचे पुढील विघटन (पॅसिव्हेशन) होण्यापासून संरक्षण होते, परंतु गरम केल्यावर, ऑक्साइड चित्रपट विरघळतो आणि प्रतिक्रिया पुढे जाते.

पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल असलेले किंचित विरघळणारे धातू मजबूत ऑक्सिडायझिंग घटकांच्या उपस्थितीत गट I ऍसिडमध्ये विरघळू शकतात.

धातू गुणोत्तर प्रतिक्रिया समीकरणे:

• अ) साध्या पदार्थांसाठी: ऑक्सिजन, हायड्रोजन, हॅलोजन, सल्फर, नायट्रोजन, कार्बन;
• b) जटिल पदार्थांसाठी: पाणी, ऍसिडस्, अल्कली, क्षार.

1. धातूंमध्ये गट I आणि II चे s- घटक, सर्व s- घटक, गट III चे p- घटक (बोरॉन वगळता), तसेच कथील आणि शिसे (गट IV), बिस्मथ (गट V) आणि पोलोनियम (गट VI) यांचा समावेश होतो. बहुतेक धातूंच्या बाह्य ऊर्जा स्तरावर 1-3 इलेक्ट्रॉन असतात. डी-एलिमेंट्सच्या अणूंसाठी, कालखंडात, पूर्व-बाह्य स्तराचे d-सबलेव्हल्स डावीकडून उजवीकडे भरले जातात.
2. धातूंचे रासायनिक गुणधर्म त्यांच्या बाह्य इलेक्ट्रॉन शेलच्या वैशिष्ट्यपूर्ण संरचनेद्वारे निर्धारित केले जातात.

काही कालावधीत, जसजसे अणुभार वाढतो, तसतसे इलेक्ट्रॉन शेल असलेल्या अणूंची त्रिज्या कमी होते. अल्कली धातूंच्या अणूंची सर्वात मोठी त्रिज्या असते. अणूची त्रिज्या जितकी लहान तितकी आयनीकरण ऊर्जा जास्त आणि अणूची त्रिज्या जितकी मोठी तितकी आयनीकरण ऊर्जा कमी. धातूच्या अणूंमध्ये सर्वात मोठी अणु त्रिज्या असल्याने, ते प्रामुख्याने आयनीकरण ऊर्जा आणि इलेक्ट्रॉन आत्मीयतेच्या कमी मूल्यांद्वारे दर्शविले जातात. मुक्त धातू केवळ कमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करतात.

3) धातू ऑक्साईड बनवतात, उदाहरणार्थ:

केवळ अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातू हायड्रोजनवर प्रतिक्रिया देतात, हायड्राइड्स तयार करतात:

धातू हॅलोजनसह प्रतिक्रिया देतात, हॅलाइड तयार करतात, सल्फर - सल्फाइडसह, नायट्रोजन - नायट्राइडसह, कार्बन - कार्बाइडसह.

व्होल्टेज मालिकेतील धातूच्या E 0 च्या मानक इलेक्ट्रोड संभाव्यतेच्या बीजगणित मूल्यात वाढ झाल्यामुळे, पाण्याशी प्रतिक्रिया करण्याची धातूची क्षमता कमी होते. तर, लोह पाण्यावर फक्त अतिशय वेगाने प्रतिक्रिया देते:

उच्च तापमान

पॉझिटिव्ह स्टँडर्ड इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल असलेल्या धातू, म्हणजेच व्होल्टेज सीरिजमध्ये हायड्रोजनच्या नंतर उभ्या असलेल्या धातू पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाहीत.

ऍसिडसह धातूंच्या प्रतिक्रिया वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. नकारात्मक E0 मूल्य असलेल्या धातू HCl, H2S04, H3P04, इत्यादींच्या द्रावणातून हायड्रोजन विस्थापित करतात. E 0 चे कमी मूल्य असलेला धातू एका धातूला विस्थापित करतोमहान मूल्य

मीठ द्रावणातून E 0:

औद्योगिकरित्या मिळविलेले सर्वात महत्वाचे कॅल्शियम संयुगे, त्यांचे रासायनिक गुणधर्म आणि उत्पादन पद्धती.

कॅल्शियम ऑक्साईड CaO ला क्विकलाइम म्हणतात. हे चुनखडी CaC0 3 --> CaO + CO, 2000 डिग्री सेल्सिअस तापमानात जाळून मिळवले जाते. कॅल्शियम ऑक्साईडमध्ये मूलभूत ऑक्साईडचे गुणधर्म असतात:

अ) पाण्यावर प्रतिक्रिया देऊन मोठ्या प्रमाणात उष्णता सोडते:

CaO + H 2 0 = Ca (OH) 2 (स्लेक केलेला चुना).

ब) ऍसिडशी प्रतिक्रिया देऊन मीठ आणि पाणी तयार होते:

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O

CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

c) ऍसिड ऑक्साईड्सवर प्रतिक्रिया देऊन मीठ तयार होते:

CaO + C0 2 = CaC0 3

कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड Ca(OH) 2 चा वापर स्लेक्ड चुना, लिंबू दूध आणि लिंबू पाण्याच्या स्वरूपात केला जातो.

लिंबू दूध ही एक स्लरी आहे जी पाण्यामध्ये जास्त स्लेक केलेले चुना मिसळून तयार होते.

लिंबूचे पाणी हे लिंबू दूध फिल्टर करून मिळविलेले स्पष्ट समाधान आहे. कार्बन (IV) मोनोऑक्साइड शोधण्यासाठी प्रयोगशाळेत वापरले जाते.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

CaC0 3 + C0 2 + H 2 O = Ca(HCO 3 ) 2

कॅल्शियम बायकार्बोनेटचे परिणामी पारदर्शक द्रावण गरम केल्यास, CaC0 3 च्या अवक्षेपणामुळे पुन्हा टर्बिडिटी होते: