Chemická reakcia kyseliny s kovom je špecifická pre tieto triedy zlúčenín. V jeho priebehu sa obnoví vodíkový protón a v spojení s kyslým aniónom je nahradený katiónom kovu. Toto je príklad reakcie tvorby soli, aj keď existuje niekoľko typov interakcií, ktoré sa neriadia týmto princípom. Prebiehajú ako redoxné a nie sú sprevádzané vývojom vodíka.
Princípy reakcií kyselín s kovmi
Všetky reakcie anorganickej kyseliny s kovom vedú k tvorbe solí. Jedinou výnimkou je snáď reakcia ušľachtilého kovu s aqua regia, zmesou kyseliny chlorovodíkovej a dusičnej. Akákoľvek iná interakcia kyselín s kovmi vedie k tvorbe soli. Ak kyselina nie je koncentrovaná sírová ani dusičná, potom sa molekulárny vodík odštiepi ako produkt.
Keď však koncentrovaná kyselina sírová reaguje, interakcia s kovmi prebieha podľa princípu redoxného procesu. Preto boli experimentálne rozlíšené dva typy interakcií, typickékovy a silné anorganické kyseliny:
- reakcia kovov so zriedenými kyselinami;
- interakcia s koncentrovanou kyselinou.
Reakcie prvého typu prebiehajú s akoukoľvek kyselinou. Jedinými výnimkami sú koncentrovaná kyselina sírová a kyselina dusičná akejkoľvek koncentrácie. Reagujú podľa druhého typu a vedú k tvorbe solí a produktov redukcie síry a dusíka.
Typické reakcie kyselín s kovmi
Kovy umiestnené naľavo od vodíka v štandardnej elektrochemickej sérii reagujú so zriedenou kyselinou sírovou a inými kyselinami rôznych koncentrácií, s výnimkou kyseliny dusičnej, za vzniku soli a uvoľnenia molekulárneho vodíka. Kovy nachádzajúce sa napravo od vodíka v sérii elektronegativity nemôžu reagovať s vyššie uvedenými kyselinami a interagujú iba s kyselinou dusičnou, bez ohľadu na jej koncentráciu, s koncentrovanou kyselinou sírovou a s Aqua regia. Toto je typická interakcia kyselín s kovmi.
Reakcie kovov s koncentrovanou kyselinou sírovou
Keď je obsah kyseliny sírovej v roztoku vyšší ako 68 %, považuje sa za koncentrovanú a interaguje s kovmi naľavo a napravo od vodíka. Princíp reakcie s kovmi rôznej aktivity je znázornený na fotografii nižšie. Tu je oxidačným činidlom atóm síry v síranovom anióne. Redukuje sa na sírovodík, 4-mocný oxid alebo na molekulárnu síru.
Reakcie so zriedenou kyselinou dusičnou
Zriedenýkyselina dusičná reaguje s kovmi umiestnenými naľavo a napravo od vodíka. Pri reakcii s aktívnymi kovmi vzniká amoniak, ktorý sa okamžite rozpúšťa a interaguje s dusičnanovým aniónom za vzniku ďalšej soli. S kovmi strednej aktivity kyselina reaguje s uvoľňovaním molekulárneho dusíka. Pri neaktívnej reakcii prebieha uvoľňovanie oxidu dusnatého. Najčastejšie pri jednej reakcii vzniká niekoľko produktov redukcie síry. Príklady reakcií sú navrhnuté v grafickej aplikácii nižšie.
Reakcie s koncentrovanou kyselinou dusičnou
V tomto prípade dusík pôsobí aj ako oxidačné činidlo. Všetky reakcie končia tvorbou soli a uvoľňovaním oxidu dusnatého. V grafickej aplikácii sú navrhnuté schémy priebehu redoxných reakcií. Zároveň si osobitnú pozornosť zaslúži reakcia aqua regia s nízko aktívnymi prvkami. Takáto interakcia kyselín s kovmi je nešpecifická.
Reaktivita kovov
Kovy pomerne ľahko reagujú s kyselinami, aj keď existuje niekoľko inertných látok. Ide o ušľachtilé kovy a prvky, ktoré majú vysoký štandardný elektrochemický potenciál. Existuje množstvo kovov, ktoré sú postavené na základe tohto ukazovateľa. Nazýva sa to séria elektronegativity. Ak sa kov nachádza naľavo od vodíka v ňom, potom je schopný reagovať so zriedenou kyselinou.
Existuje len jedna výnimka: železo ahliník v dôsledku tvorby 3-valentných oxidov na svojom povrchu nemôže reagovať s kyselinou bez zahrievania. Ak sa zmes zahreje, najskôr oxidový film kovu vstúpi do reakcie a potom sa rozpustí v samotnej kyseline. Kovy umiestnené napravo od vodíka v elektrochemickej sérii aktivity nemôžu reagovať s anorganickou kyselinou, vrátane zriedenej kyseliny sírovej. Existujú dve výnimky z pravidla: tieto kovy sa rozpúšťajú v koncentrovanej a zriedenej kyseline dusičnej a aqua regia. Len ródium, ruténium, irídium a osmium v nich nemožno rozpustiť.
