ปฏิกิริยาเคมีของกรดกับโลหะนั้นจำเพาะสำหรับสารประกอบเหล่านี้ ในกระบวนการนี้ ไฮโดรเจนโปรตอนได้รับการฟื้นฟู และเมื่อใช้ร่วมกับไอออนที่เป็นกรด จะถูกแทนที่ด้วยไอออนของโลหะ นี่เป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาที่ก่อตัวเป็นเกลือ แม้ว่าจะมีปฏิกิริยาหลายประเภทที่ไม่เป็นไปตามหลักการนี้ พวกเขาดำเนินการเป็นรีดอกซ์และไม่ได้มาพร้อมกับวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
หลักการของปฏิกิริยาของกรดกับโลหะ
ปฏิกิริยาทั้งหมดของกรดอนินทรีย์กับโลหะทำให้เกิดเกลือ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ บางที ปฏิกิริยาของโลหะมีตระกูลกับกรดกัดทอง (aqua regia) ซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก ปฏิกิริยาอื่นใดของกรดกับโลหะทำให้เกิดเกลือ หากกรดไม่มีซัลฟิวริกเข้มข้นหรือไนตริก โมเลกุลไฮโดรเจนก็จะถูกแยกออกเป็นผลิตภัณฑ์
แต่เมื่อกรดซัลฟิวริกเข้มข้นทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยากับโลหะจะเกิดขึ้นตามหลักการของกระบวนการรีดอกซ์ ดังนั้น ปฏิสัมพันธ์สองประเภทจึงถูกแยกแยะระหว่างการทดลอง โดยทั่วไปโลหะและกรดอนินทรีย์เข้มข้น:
- ปฏิกิริยาของโลหะกับกรดเจือจาง
- ปฏิกิริยากับกรดเข้มข้น
ปฏิกิริยาของประเภทแรกดำเนินการกับกรดใดๆ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดไนตริกทุกความเข้มข้น พวกเขาตอบสนองตามประเภทที่สองและนำไปสู่การก่อตัวของเกลือและผลิตภัณฑ์ของการลดลงของกำมะถันและไนโตรเจน
ปฏิกิริยาทั่วไปของกรดกับโลหะ
โลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในชุดเคมีไฟฟ้ามาตรฐานจะทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเจือจางและกรดอื่นๆ ที่มีความเข้มข้นต่างๆ กัน ยกเว้นกรดไนตริก เพื่อสร้างเกลือและปล่อยโมเลกุลไฮโดรเจน โลหะที่อยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจนในอนุกรมอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ไม่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดข้างต้นและทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงความเข้มข้นของกรดดังกล่าว กับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดกัดกรดในน้ำ นี่เป็นปฏิกิริยาปกติของกรดกับโลหะ
ปฏิกิริยาของโลหะที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้น
เมื่อกรดซัลฟิวริกในสารละลายมีมากกว่า 68% จะถือว่าเข้มข้นและมีปฏิกิริยากับโลหะทางด้านซ้ายและด้านขวาของไฮโดรเจน หลักการของปฏิกิริยากับโลหะของกิจกรรมต่างๆ แสดงไว้ในภาพด้านล่าง ที่นี่ ตัวออกซิไดซ์คืออะตอมของกำมะถันในไอออนซัลเฟต ถูกรีดิวซ์เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ 4-วาเลนต์ออกไซด์ หรือเป็นโมเลกุลกำมะถัน
ปฏิกิริยากับกรดไนตริกเจือจาง
เจือจางกรดไนตริกทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ทางซ้ายและทางขวาของไฮโดรเจน ในระหว่างการทำปฏิกิริยากับโลหะแอคทีฟ แอมโมเนียจะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะละลายทันทีและทำปฏิกิริยากับไอออนไนเตรต ทำให้เกิดเกลืออีกชนิดหนึ่ง ด้วยโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง กรดจะทำปฏิกิริยากับการปล่อยโมเลกุลไนโตรเจน เมื่อไม่ได้ใช้งาน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นด้วยการปล่อยไดไนตริกออกไซด์ ส่วนใหญ่แล้ว ผลิตภัณฑ์ลดกำมะถันหลายชนิดจะเกิดขึ้นในปฏิกิริยาเดียว ตัวอย่างปฏิกิริยาแนะนำในแอปพลิเคชันแบบกราฟิกด้านล่าง
ปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้น
ในกรณีนี้ ไนโตรเจนยังทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาทั้งหมดจบลงด้วยการก่อตัวของเกลือและการปล่อยไนตริกออกไซด์ แบบแผนของหลักสูตรของปฏิกิริยารีดอกซ์ถูกเสนอในแอปพลิเคชันแบบกราฟิก ในเวลาเดียวกัน ปฏิกิริยาของ aqua regia กับองค์ประกอบที่มีฤทธิ์ต่ำสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ปฏิกิริยาของกรดกับโลหะดังกล่าวไม่เฉพาะเจาะจง
ปฏิกิริยาของโลหะ
โลหะทำปฏิกิริยากับกรดได้ค่อนข้างง่าย แม้ว่าจะมีสารเฉื่อยอยู่บ้าง เหล่านี้เป็นโลหะมีตระกูลและองค์ประกอบที่มีศักยภาพไฟฟ้าเคมีมาตรฐานสูง มีโลหะจำนวนหนึ่งที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวบ่งชี้นี้ เรียกว่าอนุกรมอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ หากโลหะอยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในนั้น ก็สามารถทำปฏิกิริยากับกรดเจือจางได้
มีข้อยกเว้นเพียงข้อเดียว: เหล็กและอลูมิเนียมเนื่องจากการก่อตัวของออกไซด์ 3 วาเลนต์บนพื้นผิวไม่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้หากไม่มีความร้อน หากส่วนผสมถูกทำให้ร้อนในขั้นแรกฟิล์มออกไซด์ของโลหะจะเข้าสู่ปฏิกิริยาและจากนั้นจะละลายในกรดเอง โลหะที่อยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจนในชุดกิจกรรมไฟฟ้าเคมีไม่สามารถทำปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์ รวมทั้งกรดซัลฟิวริกเจือจาง มีข้อยกเว้นสองประการสำหรับกฎนี้: โลหะเหล่านี้ละลายในกรดไนตริกเข้มข้นและเจือจางและกรดกัดทอง เฉพาะโรเดียม รูทีเนียม อิริเดียม และออสเมียมเท่านั้นที่ไม่สามารถละลายได้ในภายหลัง