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