La réaction chimique d'un acide avec un métal est spécifique à ces classes de composés. Au cours de son parcours, le proton d'hydrogène est restauré et, conjointement avec l'anion acide, est remplacé par un cation métallique. Ceci est un exemple de réaction de formation de sel, bien qu'il existe plusieurs types d'interactions qui ne suivent pas ce principe. Ils procèdent comme redox et ne sont pas accompagnés d'un dégagement d'hydrogène.
Principes des réactions des acides avec les métaux
Toutes les réactions d'un acide inorganique avec un métal conduisent à la formation de sels. La seule exception est peut-être la réaction du métal noble avec l'eau régale, un mélange d'acide chlorhydrique et nitrique. Toute autre interaction d'acides avec des métaux conduit à la formation d'un sel. Si l'acide n'est ni sulfurique ni nitrique concentré, l'hydrogène moléculaire est séparé en tant que produit.
Mais lorsque l'acide sulfurique concentré réagit, l'interaction avec les métaux se déroule selon le principe d'un processus redox. Ainsi, deux types d'interactions ont été expérimentalement distingués, typiquesmétaux et acides inorganiques forts:
- réaction des métaux avec des acides dilués;
- interaction avec l'acide concentré.
Les réactions du premier type se déroulent avec n'importe quel acide. Les seules exceptions sont l'acide sulfurique concentré et l'acide nitrique de toute concentration. Ils réagissent selon le second type et conduisent à la formation de sels et de produits de réduction du soufre et de l'azote.
Réactions typiques des acides avec les métaux
Les métaux situés à gauche de l'hydrogène dans la série électrochimique standard réagissent avec l'acide sulfurique dilué et d'autres acides de diverses concentrations, à l'exception de l'acide nitrique, pour former un sel et libérer de l'hydrogène moléculaire. Les métaux situés à droite de l'hydrogène dans la série de l'électronégativité ne peuvent pas réagir avec les acides ci-dessus et n'interagissent qu'avec l'acide nitrique, quelle que soit sa concentration, avec l'acide sulfurique concentré et avec l'eau régale. Il s'agit d'une interaction typique des acides avec les métaux.
Réactions des métaux avec l'acide sulfurique concentré
Lorsque la teneur en acide sulfurique dans la solution est supérieure à 68 %, il est considéré comme concentré et interagit avec les métaux à gauche et à droite de l'hydrogène. Le principe de la réaction avec des métaux d'activité variée est illustré sur la photo ci-dessous. Ici, l'agent oxydant est l'atome de soufre dans l'anion sulfate. Il est réduit en sulfure d'hydrogène, en oxyde 4-valent ou en soufre moléculaire.
Réactions avec l'acide nitrique dilué
Diluél'acide nitrique réagit avec les métaux situés à gauche et à droite de l'hydrogène. Au cours de la réaction avec les métaux actifs, de l'ammoniac se forme, qui se dissout immédiatement et interagit avec l'anion nitrate, formant un autre sel. Avec les métaux d'activité moyenne, l'acide réagit avec dégagement d'azote moléculaire. Avec inactif, la réaction se déroule avec la libération d'oxyde dinitrique. Le plus souvent, plusieurs produits de réduction du soufre sont formés en une seule réaction. Des exemples de réactions sont suggérés dans l'application graphique ci-dessous.
Réactions avec l'acide nitrique concentré
Dans ce cas, l'azote agit également comme agent oxydant. Toutes les réactions se terminent par la formation de sel et la libération d'oxyde nitrique. Des schémas du déroulement des réactions redox sont proposés dans l'application graphique. Dans le même temps, la réaction de l'eau régale avec des éléments peu actifs mérite une attention particulière. Une telle interaction des acides avec les métaux n'est pas spécifique.
Réactivité des métaux
Les métaux réagissent assez facilement avec les acides, bien qu'il existe quelques substances inertes. Ce sont des métaux nobles et des éléments qui ont un potentiel électrochimique de haut niveau. Il existe un certain nombre de métaux qui sont construits sur la base de cet indicateur. C'est ce qu'on appelle la série d'électronégativité. Si le métal est situé à gauche de l'hydrogène, il est alors capable de réagir avec un acide dilué.
Il n'y a qu'une seule exception: le fer etl'aluminium en raison de la formation d'oxydes trivalents à leur surface ne peut pas réagir avec l'acide sans chauffage. Si le mélange est chauffé, le film d'oxyde du métal entre initialement dans la réaction, puis il se dissout dans l'acide lui-même. Les métaux situés à droite de l'hydrogène dans la série d'activité électrochimique ne peuvent pas réagir avec l'acide inorganique, y compris l'acide sulfurique dilué. Il existe deux exceptions à la règle: ces métaux se dissolvent dans l'acide nitrique concentré et dilué et l'eau régale. Seuls le rhodium, le ruthénium, l'iridium et l'osmium ne peuvent pas être dissous dans ce dernier.
