6.9. МЕТАЛЛ МЕНЯЕТ АКТИВНОСТЬ
При взаимодействии активных металлов с разбавленными кислотами выделяется водород:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2?.
Могут ли менее активные металлы, такие как ртуть или медь, вытеснять из кислот водород?
Общеизвестно, что и ртуть Hg, и медь Cu взаимодействуют с кислотами-окислителями, например с концентрированной серной H2SO4 и азотной HNO3. При этом выделяется не водород, а оксиды серы (SO2) или азота (NO2):
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2? + 2Н2O,
Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2? + 2Н2O.
Из кислот-неокислителей — разбавленной серной, хлороводородной и других — ртуть и медь не вытесняют водород, так как эти металлы в электрохимическом ряду напряжений стоят правее водорода и имеют положительный электродный потенциал. Однако выделение водорода все же будет наблюдаться, если взять для реакции бромистоводородную HBr или иодистоводородную HI кислоту:
2Cu + 4HBr = 2H[CuBr2] + H2?,
Hg + 4HI = H2[HgI4] + H2?.
Обратите внимание на продукты реакции: в обоих случаях получаем достаточно устойчивые комплексные соединения — дибромокупрат водорода H[CuBr2] и тетраиодомеркурат водорода H2[HgI4]; катионы меди Cu+ и ртути Hg2+ в растворе оказываются в ничтожно малой концентрации, и электродный потенциал металла в таких условиях становится отрицательным.
А если комплексообразующий реагент приводит к образованию очень устойчивых комплексов, то выделение водорода может наступить и при взаимодействии с водой. Так, в присутствии цианид-ионов CN~ медь превращается в дицианокупратный комплекс KfCu(CN)2], восстанавливая водород из воды:
2Cu + 4KCN + 2Н2O = 2K[Cu(CN)2] + 2КОН + H2?.
Учтем также, что электродный потенциал меди в неводной среде может сильно отличаться от обычного значения. Например, в ацетонитриле CH3CN он становится равным не +0,34 В (как в воде), а -0,28 В. Поэтому медь вытесняет водород из хлороводородной кислоты HCl в ацетонитрильном растворе, превращаясь в этих условиях в хлорид меди CuCl:
2Cu + 2HCl = 2CuCl + H2?.