Reaktivitetsseriedefinisjon i kjemi

Aktivitetsserien hjelper til med å forutsi hvordan metaller vil oppføre seg i kjemiske reaksjoner. Periodictableru, Creative Commons License

De reaktivitetsserie er en liste over metaller rangert i rekkefølge etter avtagende reaktivitet, som vanligvis bestemmes av evnen til å fortrenge hydrogengass fra vann og syre løsninger . Den kan brukes til å forutsi hvilke metaller som vil fortrenge andre metaller inn vandige løsninger i doble forskyvningsreaksjoner og å utvinne metaller fra blandinger og malmer. Reaktivitetsserien er også kjent som aktivitetsserie .

Key Takeaways: Reactivity Series

• Reaktivitetsserien er en rekkefølge av metaller fra mest reaktive til minst reaktive.
• Reaktivitetsserien er også kjent som aktivitetsserien av metaller.
• Serien er basert på empiriske data om et metalls evne til å fortrenge hydrogengass fra vann og syre.
• Praktiske anvendelser av serien er prediksjon av doble forskyvningsreaksjoner som involverer to metaller og utvinning av metaller fra deres malmer.

Liste over metaller

Reaktivitetsserien følger rekkefølgen, fra mest reaktiv til minst reaktiv:

• Cesium
• Francium
• Rubidium
• Kalium
• Natrium
• Litium
• Barium
• Radium
• Strontium
• Kalsium
• Magnesium
• Beryllium
• Aluminium
• Titan(IV)
• Mangan
• Sink
• Krom(III)
• Jern(II)
• Kadmium
• Kobolt(II)
• Nikkel
• Tro
• Lede
• Antimon
• Vismut(III)
• Kobber(II)
• Wolfram
• Merkur
• Sølv
• Gull
• Platina

Dermed er cesium mest reaktivt metall på det periodiske systemet. Generelt er alkalimetallene de mest reaktive, etterfulgt av jordalkalimetallene og overgangsmetallene. Edelmetallene (sølv, platina, gull) er lite reaktive. Alkalimetallene, barium, radium, strontium og kalsium er tilstrekkelig reaktive til at de reagerer med kaldt vann. Magnesium reagerer sakte med kaldt vann, men raskt med kokende vann eller syrer. Beryllium og aluminium reagerer med damp og syrer. Titan reagerer kun med de konsentrerte mineralsyrene. De fleste overgangsmetaller reagerer med syrer, men vanligvis ikke med damp. Edelmetallene reagerer kun med sterke oksidasjonsmidler, som for eksempel vannvann.

Reaktivitetsserietrender

Oppsummert, ved å flytte fra toppen til bunnen av reaktivitetsserien, blir følgende trender tydelige:

• Reaktiviteten avtar. De mest reaktive metallene er nederst til venstre i det periodiske systemet.
• Atomer mister elektroner mindre lett for å danne kationer.
• Metaller har mindre sannsynlighet for å oksidere, anløpe eller korrodere.
• Mindre energi er nødvendig for å isolere de metalliske elementene fra deres forbindelser.
• Metallene blir svakere elektrondonorer eller reduksjonsmidler.

Reaksjoner som brukes til å teste reaktivitet

De tre typene reaksjoner som brukes til å teste reaktivitet er reaksjon med kaldt vann, reaksjon med syre og enkeltforskyvningsreaksjoner. De mest reaktive metallene reagerer med kaldt vann for å gi metallhydroksid og hydrogengass. Reaktive metaller reagerer med syrer for å gi metallsaltet og hydrogenet. Metaller som ikke reagerer i vann kan reagere i syre. Når metallreaktivitet skal sammenlignes direkte, tjener en enkelt fortrengningsreaksjon formålet. Et metall vil fortrenge alt metall lavere i serien. For eksempel, når en jernspiker plasseres i en kobbersulfatløsning, omdannes jern til jern(II)sulfat, mens det dannes kobbermetall på spikeren. Jernet reduserer og fortrenger kobberet.

Reactivity Series vs. Standard elektrodepotensiale

Reaktiviteten til metaller kan også forutsies ved å reversere rekkefølgen til standard elektrodepotensialer. Denne bestillingen kalles elektrokjemisk serie . Den elektrokjemiske serien er også den samme som omvendt rekkefølge av ioniseringsenergiene til grunnstoffer i deres gassfase. Rekkefølgen er:

• Litium
• Cesium
• Rubidium
• Kalium
• Barium
• Strontium
• Natrium
• Kalsium
• Magnesium
• Beryllium
• Aluminium
• Hydrogen (i vann)
• Mangan
• Sink
• Krom(III)
• Jern(II)
• Kadmium
• Kobolt
• Nikkel
• Tro
• Lede
• Hydrogen (i syre)
• Kobber
• Jern(III)
• Merkur
• Sølv
• Palladium
• Iridium
• Platina(II)
• Gull

Den viktigste forskjellen mellom den elektrokjemiske serien og reaktivitetsserien er at posisjonene til natrium og litium er byttet. Fordelen med å bruke standard elektrodepotensialer for å forutsi reaktivitet er at de er enkvantitativmål på reaktivitet. Derimot er reaktivitetsserien enkvalitativt målav reaktivitet. Den største ulempen med å bruke standard elektrodepotensialer er at de kun gjelder for vandige løsninger under standardbetingelser . Under virkelige forhold følger serien trenden kalium > natrium > litium > jordalkali.

Kilder

• Bickelhaupt, F. M. (1999-01-15). 'Forstå reaktivitet med Kohn-Sham molekylær orbitalteori: E2-SN2 mekanistisk spektrum og andre konsepter'. Journal of Computational Chemistry . 20 (1): 114–128. doi:10.1002/(sici)1096-987x(19990115)20:13.0.co;2-l
• Briggs, J.G.R. (2005). Vitenskap i fokus, kjemi for GCE 'O' nivå . Pearson utdanning.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Kjemi av elementene .... Oxford: Pergamon Press. s. 100-1 82–87. ISBN 978-0-08-022057-4.
• Lim Eng Wah (2005). Longman Pocket Study Guide 'O' Level Science-Chemistry . Pearson utdanning.
• Wolters, L.P.; Bickelhaupt, F. M. (2015). 'Aktiveringsstammemodellen og molekylær orbitalteori'. Wiley tverrfaglige anmeldelser: Computational Molecular Science . 5 (4): 324–343. doi:10.1002/wcms.1221