Metallien sähkökemiallinen jännitesarja

Transcription

Metallien sähkökemiallinen jännitesarja
METALLIEN SÄHKÖKEMIALLINEN
JÄNNITESARJA
Miksi rauta ruostuu ilman hapen ja kosteuden
vaikutuksesta, mutta kulta ei?
Miksi natriumin reaktio veden kanssa on
niin kiivas, mutta raudan paljon hitaampi?
Katri Roppola
ALKUAINE JA IONI, HAPETTUMINEN,
PELKISTYMINEN
Kun alkuaineen kaikki elektronit ovat tallella, on
alkuaine perustilassa.
 Atomin uloimmalta elektronikuorelta voi irrota
elektroneja tai sinne voi tulla elektroneja lisää 
syntyy IONI.

Natrium luovuttaa elektronin 
hapettuu, Na+
Kloori vastaanottaa elektronin 
pelkistyy, Cl-


Aine (esim. metalli) hapettuu, kun se luovuttaa
elektroneja uloimmalta elektronikuoreltaan.
Aine pelkistyy, kun se vastaanottaa elektroneja
METALLIT JA IONIT
Metalli voi esiintyä kiinteänä, metallisena.
 Esim. kupari, kulta, platina (ns. pelkistyneessä
muodossa).


Tällöin metalli on alkuainemuodossa
Liuoksissa metallit ovat ionimuodossa, jolloin ne ovat
liuenneena (esim. metalli happoliuoksessa tai
metallisuolan vesiliuos).
 Tällöin metallit ovat hapettuneessa muodossa eli
ioneina.

Kuparia sisältävä liuos
(kuparikloridi)
Rautaa sisältävä liuos
(rautakloridi)
METALLIEN SÄHKÖKEMIALLINEN
JÄNNITESARJA
 Kaksi
eri metallia voivat reagoida
keskenään, kunhan
 toinen niistä on alkuainemuodossa (ei
varausta) ja
 toinen positiivisena ionina (varaus +
merkkinen)
Mitä epäjalompi metalli, sitä helpommin se hapettuu
eli luovuttaa elektroneja (muuttuu atomista ioniksi).
Ca  Ca2+ + 2 e Mitä jalompi metalli, sitä helpommin se pelkistyy eli
vastaanottaa elektroneja (muuttuu ionista atomiksi)
Ag+ + e-  Ag


Epäjalot metallit reagoivat happojen kanssa (sis. H+)
vetyä vapauttaen. Kts. kirjan kuva s. 214.

Epäjalompi pelkistää jalomman ja hapettuu
samalla itse. Esim.
Sinkkilevy on kosketuksissa liuokseen, jossa on
kupari-ioneja 
Levy:
Zn Epäjalompi  luovuttaa elektronit kuparille
ja hapettuu. Tällöin sinkkilevy alkaa liueta
ioneiksi liuoksenn (Zn2+) ja lopulta levyssä on
reikä!
Liuos sisältää Cu ioneja (Cu2+)
Cu2+ Jalompi  haluaa
elektroneja 
nappaa ne raudan
elektronikuorelta ja
pelkistyy alkuainemuotoon
TEHTÄVIÄ

a)
b)
c)
d)
Voiko reaktio tapahtua? Perustele
Alumiini-ioni hapettaa kultaa?
Alumiini-metalli pelkistää kulta-ionin?
Sinkki-ioni ja metallinen rauta reagoivat
Kupari pelkistää hopea-ionin
Vast. a) Alumiini on epäjalompi kuin kulta, joten kulta
ei voi hapettua
b) Kulta on jalompi kuin alumiini. Kulta-ioni voi
pelkistyä jalompana metallina. Tällöin metallinen
alumiini hapettuu ioneiksi ja liukenee.
c) Sinkki on epäjalompi kuin rauta. Rauta ei hapetu.
Ei reaktiota.
d) Hopea on jalompi kuin kupari. Hopea pelkistyy
kiinteäksi hopeaksi ja kupari hapettuu ioneiksi ja
liukenee.
SÄHKÖKEMIA JOKAPÄIVÄISESSÄ ELÄMÄSSÄ
Akut ja paristot (galvaaninen kenno)
 Metalliesineiden pinnoitus (elektrolyysi)
 Ruostuminen (metalli hapettuu
sähkökemiallisesti)

LÄHTEET
http://catalog.flatworldknowledge.com/bookhub/4
309?e=averill_1.0-ch19_s01
 https://peda.net/oppimateriaalit/eoppi/ylakoulu/kemia1/oppikirja/kuvat/kuvagalleri
a-v/2mrjss/msj2
 http://kandidaattikustannus.fi/files/s1.pdf
 http://www.myykultasi.fi/jalometallit/
 http://www.uniondesign.fi/tuoteluettelo/vihkisor
mukset-kihlasormuksetkorukokoelmat/henrichdenzel-platinasormukset
 http://pixabay.com/fi/fraktaali-kupari-kuparinv%C3%A4ri-427162/
 http://en.wikipedia.org/wiki/Iron(III)_chloride
