Dãy điện hóa là danh sách các kim loại được sắp xếp theo thứ tự khả năng phản ứng giảm dần, thường được xác đinh bởi khả năng thay thế khí hydro khỏi nước và dung dịch axit. Nó có thể được sử dụng để dự đoán kim loại nào sẽ thay thế các kim loại khác trong dung dịch nước trong các phản ứng chuyển vị kép và tách kim loại khỏi hỗn hợp và quặng. Dãy điện hóa còn được gọi là dãy hoạt động hóa học của kim loại.
Tóm tắt kiến thức
Dãy điện hóa là thứ tự sắp xếp các kim loại từ phản ứng mạnh nhất đến phản ứng kém nhất.
Dãy điện hóa còn được gọi là dãy hoạt động của kim loại.
Loạt bài này dựa trên dữ liệu thực nghiệm về khả năng của kim loại đẩy khí hydro ra khỏi nước và axit.
Ứng dụng thực tế của loạt bài này là dự đoán các phản ứng chuyển dịch kép liên quan đến hai kim loại và tách kim loại ra khỏi quặng của chúng.
Danh sách kim loại trong dãy điện hóa
Dãy điện hóa theo thứ tự, từ phản ứng mạnh nhất đến ít phản ứng nhất:
Caesium
Francium
Rubidi
Kali
Natri
Liti
Bari
Radium
Stronti
Canxi
Magie
Berili
Nhôm
Titan(IV)
Mangan
Kẽm
Crom(III)
Sắt(II)
Cadimi
Coban(II)
Niken
Thiếc
Lead
Antimon
Bismut(III)
Đồng(II)
Vonfram
Thủy ngân
Bạc
Vàng
Bạch kim
Vì vậy, Caesium là kim loại phản ứng mạnh nhất trong bảng tuần hoàn. Nhìn chung, kim loại kiềm có tính phản ứng mạnh nhất, tiếp theo là kim loại kiềm thổ và kim loại chuyển tiếp. Các kim loại quý (bạc, bạch kim, vàng) không hoạt động mạnh. Các kim loại kiềm, bari, radium, stronti và canxi có khả năng phản ứng đủ mạnh để phản ứng với nước lạnh. Magie phản ứng chậm với nước lạnh nhưng phản ứng nhanh với nước sôi hoặc axit. Beryllium và nhôm phản ứng với hơi nước và axit. Titan chỉ phản ứng với các axit khoáng đậm đặc. Phần lớn các kim loại chuyển tiếp phản ứng với axit, nhưng nhìn chung không phản ứng với hơi nước. Các kim loại quý chỉ phản ứng với các chất oxy hóa mạnh, chẳng hạn như nước cường toan.
Xu hướng phản ứng trong dãy điện hóa
Tóm lại, khi di chuyển từ trên xuống dưới của chuỗi phản ứng, các xu hưỡng sau trở nên rõ ràng:
- Khả năng phản ứng giảm. Các kim loại phản ứng mạnh nhất nằm ở phía dưới bên trái của bảng tuần hoàn.
- Các nguyên tử ít dễ dàng mất eelctron nhất để tạo thành cation.
- Kim loại trở nên ít có khả năng bị oxy hóa, xỉn màu hoặc ăn mòn.
- Cần ít năng lượng hơn để cô lập các nguyên tố kim loại khỏi hợp chất của chúng.
- Các kim loại trở thành chất cho electron yếu hơn hoặc chất khử.
Phản ứng đặc trưng
Ba loại phản ứng được sử dụng để kiểm tra khả năng phản ứng là phản ứng với nước lạnh, phản ứng với axit và phản ứng dịch chuyển đơn. Các kim loại hoạt động mạnh nhất phản ứng với nước lạnh để tạo ra hydroxit kim loại và khí hydro. Kim loại không phản ứng được trong nước có thể phản ứng được trong axit. Khi muốn so sánh trực tiếp khả năng phản ứng của các kim loại, phản ứng chuyển vị đơn phục vụ mục đích này. Một kim loại sẽ thay thế bất kỳ kim loại nào thấp hơn trong dãy. Ví dụ, khi đặt một đinh sắt vào dung dịch đồng sunfat, sắt sẽ chuyển thành sắt (II) sunfat, trong khi kim loại đồng hình thành trên chiếc đinh. Sắt bị khử và chiếm chỗ của đồng.
Nguồn gốc của dãy điện hóa
Khả năng phản ứng của kim loại là do sự khác biệt về độ ổn định của cấu hình electron của chúng ở dạng nguyên tử và dưới dạng ion. Vì đều là kim loại nên khi phản ứng sẽ tạo thành ion dương.
Kali có một electron lớp vỏ bên ngoài bị mất đi để có được cấu hình electron “khí hiếm” ổn định. Các kim loại quý tồn tại trong khối d không thể hình thành các cấu trúc ổn định hơn nhiều so với trạng thái nguyên tố của chúng khi chỉ mất đi một vài electron. Các kim loại chỉ cần mất một electron để tạo thành các ion ổn định sẽ phản ứng mạnh hơn cac skim loại tương tự cần mất nhiều hơn một electron. Vì lý do này, kim loại nhóm 1A có khả năng phản ứng mạnh nhất.
Các kim loại có tổng số electron lớn hơn có xu hướng phản ứng mạnh hơn vì các electron ngoài cùng của chúng (những electron sẽ bị mất) tồn tại xa hạt nhân hơn và do đó chúng bị giữ ít mạnh hơn.
Bài viết liên quan:
Any comments?