Металл меняет активность

При взаимодействии активных металлов с разбавленными кислотами выделяется водород: Zn + 2HCl=ZnCl2 + H2t.

Могут ли менее активные металлы, такие как ртуть или медь, вытеснять из кислот водород? Общеизвестно, что и ртуть Hg, и медь Си взаимодействуют с кислотами-окислителями, например с концентрированной серной H2S04 и азотной HN03. При этом выделяется не водород, а оксиды серы (S02) или азота (N02): Си + 2H2S04 = CuS04 + S021 + 2Н20, Hg + 4HN03 = Hg(N03)2 + 2N02t +2H20.

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 НВг или иодистоводородную HI кислоту: 2Cu + 4HBr= 2H[CuBr2] + H2 f, Hg+4HI = H2[HgI4] + H2f.

Обратите внимание на продукты реакции: в обоих случаях получаем достаточно устойчивые комплексные соединения —дибромокупрат водорода H[CuBr2] и тетраиодомеркурат водорода H2[HgI4]; катионы меди Си+ 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 K[Cu(CN)2], восстанавливая водород из воды: 2Си + 4KCN + 2Н20 - 2K[Cu(CN)2] + 2КОН + Н21.

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 НС1 в ацетонитрильном растворе, превращаясь в этих условиях в хлорид меди CuCl: 2Cu + 2HCl = 2CuCl + H2t.