Реакції заміщення

Познайомимося з третім типом реакцій – реакціями заміщення.

Повторимо досвід чудового англійського хіміка – лорда Г. Кавендіша.

Наллємо в пробірку 2-3 мл соляної кислоти, а потім помістимо в неї 2-3 гранули (від грец. Гранула – зернятко) цинку. Зауважимо виділення газу. Накриємо на 3-4 с пробірку-реактор, в якій протікає реакція, інший пробіркою більшого діаметру і зберемо в неї виділяється газ (методом витіснення повітря). Це можливо тому, що виділяється в результаті цієї реакції газ – водень – набагато легше повітря. Піднявши пробірку з воднем над пробіркою-реактором, швидко піднесемо її отвір до полум’я пальника. Пролунає вибух, що супроводжується характерним «гавкаючим» звуком. Це вибухає суміш водню з повітрям, яку образно називають «гримучим газом». Точніше, так називають суміш 2 об’ємів водню і 1 обсягу кисню.

Якщо ж закрити отвір пробірки-реактора пальцем і через 5-10 с після того, як відчується тиск зібраного у верхній частині пробірки газу на палець, прибрати його з одночасним поднесением до отвору палаючого сірника, то пролунає легкий бавовна – результат згоряння чистого водню. Якщо кілька крапель рідини, отриманої в результаті реакції між цинком і соляною кислотою, помістити на годинне скло і випарувати, то можна помітити освіту кристалів солі – хлориду цинку.

Звернемося до експерименту. Наллємо в чотири однакові пробірки рівні об’єми соляної кислоти і помістимо в них різні метали: в 1-ю – шматочок кальцію, в 2-у – магнію, в третьому – цинку, а в 4-ю – міді (рис. 104) . Неважко помітити, що інтенсивність виділення водню зменшуватиметься від кальцію до цинку, а в пробірці з міддю газ взагалі не виділяється – там не відбувається реакція.

Взаємодія різних металів з соляною кислотою
Для прогнозування можливості протікання реакцій між металами і кислотами звернемося до так званого ряду активності (напруг) металів:

Li, К, Ва, Са, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au.

Чому ж в ряд металів потрапив неметалл – водень? Виявляється, кожен з металів, розташованих в ряду активності металів до водню, здатний витісняти його з розчинів кислот. А ось мідь з

Реакція заміщення міді залізом в розчині сульфату міді
соляною кислотою не взаємодіє і тому знаходиться в ряду активності Mметаллов після водню. У пробірці з цим металом і соляною кислотою реакції не спостерігалося. MАналогічно НЕ БУДУТЬ витісняти водень із розчинів кислот ртуть, срібло і золото.

Ряд активності металів можна також використовувати для прогнозування можливості протікання реакцій витіснення одних металів з розчинів їх солей іншими.

Звернемося до експерименту: помістимо в хімічний стакан з розчином сульфату міді (II) великий залізний цвях. Вже через 2-3 хв можна помітити, що та частина цвяха, яка знаходиться в розчині, покрилася червоним нальотом виділилася міді (рис. 105).

Посилання на основну публікацію