Электрохимический ряд напряжений металлов

Что такое электрохимический ряд напряжений металлов

Электрохимический ряд напряжений металлов (его также называют рядом активности) — это последовательность металлов, расположенных по убыванию их способности отдавать электроны и переходить в раствор в виде положительных ионов. Чем левее в ряду стоит металл, тем он активнее как восстановитель, тем легче он окисляется. Ряд составлен на основе опытных данных, поэтому он позволяет, не проводя реакцию, заранее предсказать, пойдёт ли она.

Сокращённый вид ряда выглядит так: K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au. Особое место в нём занимает водород H: он не металл, но его включают в ряд, потому что он делит все металлы на две важные группы — стоящие до водорода (активные) и стоящие после него (малоактивные).

Главные правила ряда

Ряд напряжений работает по нескольким простым правилам, которые нужно запомнить и уметь применять.

Правило: каждый металл вытесняет из растворов солей все металлы, стоящие правее него в ряду напряжений, и не вытесняет те, что стоят левее.

• Металлы, стоящие до водорода, вытесняют его из растворов разбавленных кислот, выделяя газообразный водород (исключение составляют азотная и концентрированная серная кислоты — там идут особые реакции без выделения водорода).
• Металлы, стоящие после водорода (медь, ртуть, серебро, золото), водород из кислот не вытесняют, потому что они менее активны.
• Самые активные металлы — калий, кальций, натрий — реагируют даже с холодной водой при обычных условиях, образуя щёлочь и водород.

Таблица применения ряда

Разбор примера

Опустим железный гвоздь в раствор медного купороса. Железо в ряду стоит левее меди, значит реакция пойдёт: гвоздь покроется красным налётом меди, а раствор постепенно станет светло-зелёным:

А вот если опустить медную пластинку в раствор сульфата железа, реакция не пойдёт. Медь стоит правее железа, вытеснить его из соли она не способна. Этот опыт наглядно показывает, как ряд помогает заранее предсказать результат.

Аналогично можно объяснить, почему цинк растворяется в соляной кислоте с выделением водорода, а медь — нет:

Частая ошибка: путать активность металла с его положением в Периодической системе. Ряд напряжений строится по опытным данным об электродных потенциалах, а не по номеру группы или периода, поэтому пользоваться нужно именно рядом.

Кратко о главном

• Ряд напряжений показывает активность металлов как восстановителей.
• Металл вытесняет из растворов солей те металлы, что стоят правее него.
• Металлы до водорода вытесняют его из разбавленных кислот, после — нет.
• Активность определяется опытом, а не положением в таблице Менделеева.