Взаимодействие кислот с металлами. Как мы видим из предыдущего примера, для взаимодействия кислот с металлом должны выполняться некоторые условия (в отличие от реакций кислот с основаниями и основными оксидами, которые идут практически всегда).
Во-первых, металл должен быть достаточно активным (реакционно по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, медь, ртуть и некоторые другие металлы с выделением водорода с кислотами не реагируют. Такие металлы как натрий, кальций, цинк – напротив – реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.
кислота
металл
соль
HCl
+
Hg
=
не образуется
2 HCl
2 Na
=
2 NaCl
+
H2
H2SO4
+
Zn
=
ZnSO4
+
H2
По реакционной в отношении кислот все металлы располагаются в ряд активности металлов (табл. 8-3). Слева находятся наиболее активные металлы, справа – неактивные. Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами.
Табл. 8-3. Ряд активности металлов.
Металлы, которые вытесняют водород из кислот
Металлы, которые не вытесняют водород из кислот
K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H)
¬ самые активные металлы
Cu Hg Ag Pt Au
Во-вторых, кислота должна быть достаточно сильной, чтобы реагировать даже с металлом из левой части табл. 8-3. Под силой кислоты понимают ее отдавать ионы водорода H+.
Например, кислоты растений (яблочная, лимонная, щавелевая и т.д.) являются слабыми кислотами и очень медленно реагируют с такими металлами как цинк, хром, железо, никель, олово, свинец (хотя с основаниями и оксидами металлов они реагировать).
С другой стороны, такие сильные кислоты как серная или соляная (хлороводородная реагировать со всеми металлами из левой части табл. 8-3.
1. Напишем общую формулу реакции: CnH2nO2+NaHCO3=CnH2n-1O2Na+CO2+H2O 2. Рассчитаем количество вещества гидрокарбоната натрия по формуле . моль. 3. Рассчитаем количество моль карбоновой кислоты по уравнению реакции, используя полученное количество вещества гидрокарбоната натрия: n (CnH2nO2)= n (NaHCO3)= 0.02 моль. 4. Рассчитаем M (CnH2nO2) по формуле . M (CnH2nO2)=2.44/0.02=122 г/моль. 5. Найдем молекулярную массу углерода в кислоте по формуле . Ar (C)=68.85*122/100=84. Найдем, сколько атомов углерода входит в соединение, разделив на атомную массу одного углерода: 84/12=7. Тогда, формула кислоты будет иметь вид: C7H14O2. Рассчитаем молекулярную массу полученной кислоты: 12*7(C)+14*1(H)+16*2(O)=130 г/моль. Получается, что 8 атомов водорода лишние (130-122=8). Новая формула кислоты будет иметь вид: C7H6O2, что соответствует бензойной кислоте. Реакция в общем виде: C6H5COOH+NaHCO3=C6H5COONa+CO2+H2O
Во-первых, металл должен быть достаточно активным (реакционно по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, медь, ртуть и некоторые другие металлы с выделением водорода с кислотами не реагируют. Такие металлы как натрий, кальций, цинк – напротив – реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.
кислота
металл
соль
HCl
+
Hg
=
не образуется
2 HCl
2 Na
=
2 NaCl
+
H2
H2SO4
+
Zn
=
ZnSO4
+
H2
По реакционной в отношении кислот все металлы располагаются в ряд активности металлов (табл. 8-3). Слева находятся наиболее активные металлы, справа – неактивные. Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами.
Табл. 8-3. Ряд активности металлов.
Металлы, которые вытесняют водород из кислот
Металлы, которые не вытесняют водород из кислот
K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H)
¬ самые активные металлы
Cu Hg Ag Pt Au
Во-вторых, кислота должна быть достаточно сильной, чтобы реагировать даже с металлом из левой части табл. 8-3. Под силой кислоты понимают ее отдавать ионы водорода H+.
Например, кислоты растений (яблочная, лимонная, щавелевая и т.д.) являются слабыми кислотами и очень медленно реагируют с такими металлами как цинк, хром, железо, никель, олово, свинец (хотя с основаниями и оксидами металлов они реагировать).
С другой стороны, такие сильные кислоты как серная или соляная (хлороводородная реагировать со всеми металлами из левой части табл. 8-3.
CnH2nO2+NaHCO3=CnH2n-1O2Na+CO2+H2O
2. Рассчитаем количество вещества гидрокарбоната натрия по формуле
3. Рассчитаем количество моль карбоновой кислоты по уравнению реакции, используя полученное количество вещества гидрокарбоната натрия:
n (CnH2nO2)= n (NaHCO3)= 0.02 моль.
4. Рассчитаем M (CnH2nO2) по формуле
5. Найдем молекулярную массу углерода в кислоте по формуле
Новая формула кислоты будет иметь вид: C7H6O2, что соответствует бензойной кислоте.
Реакция в общем виде:
C6H5COOH+NaHCO3=C6H5COONa+CO2+H2O