Номер 1289, страница 199 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1289. Что такое ряд активности металлов? От чего зависит положение металла в этом ряду?

Что такое ряд активности металлов?

Ряд активности металлов, также известный как электрохимический ряд напряжений металлов или ряд Бекетова, представляет собой последовательность, в которой металлы расположены в порядке убывания их химической активности. Этот ряд был составлен на основе многочисленных экспериментов, в первую очередь русским учёным Николаем Николаевичем Бекетовым в 1860-х годах.

Ряд наглядно демонстрирует сравнительную активность металлов в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в водных растворах. Основные закономерности, которые можно извлечь из этого ряда:

• Способность вытеснять другие металлы из растворов их солей: каждый металл, стоящий в ряду левее, способен вытеснять (восстанавливать) металлы, стоящие правее, из растворов их солей. Например, цинк ($Zn$) вытеснит медь ($Cu$) из раствора сульфата меди: $Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu$.
• Взаимодействие с кислотами: металлы, расположенные в ряду левее водорода ($H$), вытесняют его из растворов неокисляющих кислот (например, $HCl$, разбавленная $H_2SO_4$). Металлы, стоящие правее водорода, с такими кислотами не реагируют. Например, железо ($Fe$) реагирует с соляной кислотой, а медь ($Cu$) — нет.
• Взаимодействие с водой: самые активные металлы (щелочные и щелочноземельные, до магния) реагируют с водой при обычных условиях. Менее активные (от магния до водорода) — при нагревании. Металлы правее водорода с водой не реагируют.

Таким образом, чем левее находится металл в ряду активности, тем он является более сильным восстановителем, то есть легче отдаёт свои электроны.

Ответ: Ряд активности металлов — это последовательность металлов, расположенных в порядке уменьшения их химической активности (способности к окислению), которая позволяет прогнозировать исход химических реакций с их участием.

От чего зависит положение металла в этом ряду?

Положение металла в ряду активности определяется его восстановительной способностью, то есть способностью атома металла отдавать электроны, превращаясь в положительно заряженный ион в водном растворе по схеме: $Me \rightarrow Me^{n+} + ne^-$. Чем легче металл отдает электроны, тем он активнее и тем левее он находится в ряду.

Количественной мерой этой способности является величина стандартного электродного потенциала ($E^\circ$). Стандартный электродный потенциал — это электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента, состоящего из исследуемого металла, погруженного в раствор своей соли с концентрацией ионов 1 моль/л, и стандартного водородного электрода. Измерения проводятся при стандартных условиях: температура 298 K (25 °C) и давление 1 атмосфера.

Металлы в ряду активности располагаются в порядке увеличения их стандартного электродного потенциала.

• Металлы с наиболее отрицательными значениями $E^\circ$ (например, литий, $E^\circ(Li^+/Li) = -3,04$ В) являются самыми сильными восстановителями и находятся в начале ряда.
• Металлы с положительными значениями $E^\circ$ (например, золото, $E^\circ(Au^{3+}/Au) = +1,50$ В) являются слабыми восстановителями и находятся в конце ряда.

Таким образом, положение металла в ряду активности напрямую зависит от его стандартного электродного потенциала, который является фундаментальной термодинамической характеристикой, отражающей его склонность к окислению.

Ответ: Положение металла в ряду активности зависит от величины его стандартного электродного потенциала ($E^\circ$), который характеризует способность металла отдавать электроны (окисляться) в водных растворах.