התגובה הכימית של חומצה עם מתכת היא ספציפית לקבוצות אלו של תרכובות. במהלכו, פרוטון המימן משוחזר וביחד עם האניון החומצתי, מוחלף בקטיון מתכתי. זוהי דוגמה לתגובה יוצרת מלח, אם כי ישנם מספר סוגים של אינטראקציות שאינן עוקבות אחר עיקרון זה. הם ממשיכים כחיזור ואינם מלווים בהתפתחות מימן.
עקרונות התגובות של חומצות עם מתכות
כל התגובות של חומצה אנאורגנית עם מתכת מובילות להיווצרות מלחים. היוצא מן הכלל היחיד הוא, אולי, התגובה של המתכת האצילה עם אקווה רג'יה, תערובת של חומצה הידרוכלורית וחומצה חנקתית. כל אינטראקציה אחרת של חומצות עם מתכות מובילה להיווצרות מלח. אם החומצה אינה גופרית מרוכזת או חנקתית, מימן מולקולרי מתפצל כתוצר.
אבל כאשר חומצה גופרתית מרוכזת מגיבה, האינטראקציה עם מתכות ממשיכה לפי העיקרון של תהליך חיזור. לכן, שני סוגים של אינטראקציות הובחנו בניסוי, אופיינייםמתכות וחומצות אנאורגניות חזקות:
- תגובה של מתכות עם חומצות מדוללות;
- אינטראקציה עם חומצה מרוכזת.
תגובות מהסוג הראשון ממשיכות עם כל חומצה. החריגים היחידים הם חומצה גופרתית מרוכזת וחומצה חנקתית בכל ריכוז. הם מגיבים לפי הסוג השני ומובילים להיווצרות מלחים ומוצרים של הפחתת גופרית וחנקן.
תגובות אופייניות של חומצות עם מתכות
מתכות הממוקמות משמאל למימן בסדרה האלקטרוכימית הסטנדרטית מגיבות עם חומצה גופרתית מדוללת וחומצות אחרות בריכוזים שונים, למעט חומצה חנקתית, כדי ליצור מלח ולשחרר מימן מולקולרי. מתכות הממוקמות מימין למימן בסדרת האלקטרושליליות אינן יכולות להגיב עם החומצות הנ ל ומקיימות אינטראקציה רק עם חומצה חנקתית, ללא קשר לריכוזה, עם חומצה גופרתית מרוכזת ועם אקווה רג'יה. זוהי אינטראקציה אופיינית של חומצות עם מתכות.
תגובות של מתכות עם חומצה גופרתית מרוכזת
כאשר תכולת החומצה הגופרתית בתמיסה היא יותר מ-68%, היא נחשבת מרוכזת ומקיימת אינטראקציה עם מתכות משמאל ומימין למימן. עיקרון התגובה עם מתכות בעלות פעילות שונות מוצג בתמונה למטה. כאן, חומר החמצון הוא אטום הגופרית באניון הסולפט. הוא מופחת למימן גופרתי, תחמוצת 4 ערכית או לגופרית מולקולרית.
תגובות עם חומצה חנקתית מדוללת
מדוללחומצה חנקתית מגיבה עם מתכות הממוקמות משמאל ומימין למימן. במהלך התגובה עם מתכות פעילות, נוצרת אמוניה, אשר מיד מתמוססת ומקיימת אינטראקציה עם האניון החנקתי, ויוצרת מלח נוסף. עם מתכות בעלות פעילות בינונית, החומצה מגיבה עם שחרור חנקן מולקולרי. עם לא פעיל, התגובה ממשיכה עם שחרור תחמוצת דיניטרית. לרוב, נוצרים מספר תוצרי הפחתת גופרית בתגובה אחת. דוגמאות לתגובות מוצעות ביישום הגרפי למטה.
תגובות עם חומצה חנקתית מרוכזת
במקרה זה, חנקן פועל גם כחומר מחמצן. כל התגובות מסתיימות בהיווצרות מלח ושחרור תחמוצת החנקן. סכימות של מהלך תגובות חיזור מוצעות ביישום הגרפי. יחד עם זאת, התגובה של אקווה רג'יה עם אלמנטים פעילים נמוכים ראויה לתשומת לב מיוחדת. אינטראקציה כזו של חומצות עם מתכות אינה ספציפית.
תגובתיות של מתכות
מתכות מגיבות די בקלות עם חומצות, אם כי יש כמה חומרים אינרטיים. אלו מתכות ואלמנטים אצילים בעלי פוטנציאל אלקטרוכימי ברמה גבוהה. ישנן מספר מתכות שנבנות על בסיס אינדיקטור זה. זה נקרא סדרת האלקטרושליליות. אם המתכת ממוקמת משמאל למימן שבתוכה, אז היא מסוגלת להגיב עם חומצה מדוללת.
יש רק חריג אחד: ברזל ואלומיניום עקב היווצרות של תחמוצות 3 ערכיות על פני השטח שלהם לא יכול להגיב עם חומצה ללא חימום. אם התערובת מחוממת, אז בתחילה סרט התחמוצת של המתכת נכנס לתגובה, ולאחר מכן הוא מתמוסס בחומצה עצמה. מתכות הממוקמות מימין למימן בסדרת הפעילות האלקטרוכימית אינן יכולות להגיב עם חומצה אנאורגנית, כולל חומצה גופרתית מדוללת. ישנם שני חריגים לכלל: מתכות אלו מתמוססות בחומצה חנקתית מרוכזת ומדוללת ובאקווה רג'יה. לא ניתן להמיס רק רודיום, רותניום, אירידיום ואוסמיום.
