Definitie van reactiviteitreeksen in de chemie

De activiteitenreeks helpt voorspellen hoe metalen zich zullen gedragen bij chemische reacties. Periodictableru, Creative Commons-licentie

De reactiviteit serie is een lijst van metalen gerangschikt in volgorde van afnemende reactiviteit, die meestal wordt bepaald door het vermogen om waterstofgas uit water en zuur te verdringen oplossingen . Het kan worden gebruikt om te voorspellen welke metalen andere metalen zullen verdringen in waterige oplossingen in dubbele verplaatsingsreacties en om metalen uit mengsels en ertsen te extraheren. De reactiviteitsreeks is ook bekend als de activiteitenreeks .

Belangrijkste afhaalrestaurants: serie over reactiviteit

• De reactiviteitsreeks is een volgorde van metalen van meest reactief tot minst reactief.
• De reactiviteitsreeks wordt ook wel de activiteitsreeks van metalen genoemd.
• De serie is gebaseerd op empirische gegevens over het vermogen van een metaal om waterstofgas uit water en zuur te verdringen.
• Praktische toepassingen van de serie zijn het voorspellen van dubbele verplaatsingsreacties waarbij twee metalen betrokken zijn en de winning van metalen uit hun ertsen.

Lijst van metalen

De reactiviteitreeks volgt de volgorde, van meest reactief tot minst reactief:

• Cesium
• francium
• Rubidium
• Potassium
• Natrium
• Lithium
• Barium
• Radium
• Strontium
• Calcium
• Magnesium
• Beryllium
• Aluminium
• Titaan (IV)
• Mangaan
• Zink
• Chroom (III)
• IJzer(II)
• Cadmium
• Kobalt(II)
• Nikkel
• Geloven
• Lood
• antimoon
• Bismut (III)
• Koper(II)
• Wolfraam
• Kwik
• Zilver
• Goud
• Platina

Cesium is dus de meest reactieve metaal op het periodiek systeem. In het algemeen zijn de alkalimetalen het meest reactief, gevolgd door de aardalkalimetalen en overgangsmetalen. De edele metalen (zilver, platina, goud) zijn niet erg reactief. De alkalimetalen, barium, radium, strontium en calcium zijn voldoende reactief dat ze reageren met koud water. Magnesium reageert langzaam met koud water, maar snel met kokend water of zuren. Beryllium en aluminium reageren met stoom en zuren. Titanium reageert alleen met de geconcentreerde minerale zuren. De meeste overgangsmetalen reageren met zuren, maar in het algemeen niet met stoom. De edele metalen reageren alleen met sterke oxidatiemiddelen, zoals koningswater.

Trends in de reactiviteitreeks

Samengevat, als we van de top naar de onderkant van de reactiviteitreeks gaan, worden de volgende trends duidelijk:

• Reactiviteit neemt af. De meest reactieve metalen staan ​​linksonder in het periodiek systeem.
• Atomen verliezen minder gemakkelijk elektronen om kationen te vormen.
• Metalen zullen minder snel oxideren, bezoedelen of corroderen.
• Er is minder energie nodig om de metallische elementen van hun verbindingen te isoleren.
• De metalen worden zwakkere elektronendonoren of reductiemiddelen.

Reacties gebruikt om reactiviteit te testen

De drie soorten reacties die worden gebruikt om de reactiviteit te testen zijn reactie met koud water, reactie met zuur en enkelvoudige verdringingsreacties. De meest reactieve metalen reageren met koud water om het metaalhydroxide en waterstofgas op te leveren. Reactieve metalen reageren met zuren om het metaalzout en waterstof op te leveren. Metalen die niet reageren in water kunnen reageren in zuur. Wanneer metaalreactiviteit direct moet worden vergeleken, dient een enkele verdringingsreactie het doel. Een metaal zal elk metaal lager in de serie verdringen. Wanneer bijvoorbeeld een ijzeren nagel in een kopersulfaatoplossing wordt geplaatst, wordt ijzer omgezet in ijzer(II)sulfaat, terwijl zich kopermetaal op de nagel vormt. Het ijzer reduceert en verdringt het koper.

Reactiviteitsreeks versus standaard elektrodepotentialen

De reactiviteit van metalen kan ook worden voorspeld door de volgorde van standaard elektrodepotentialen om te keren. Deze bestelling heet de elektrochemische reeks . De elektrochemische reeks is ook hetzelfde als de omgekeerde volgorde van de ionisatie-energieën van elementen in hun gasfase. De volgorde is:

• Lithium
• Cesium
• Rubidium
• Potassium
• Barium
• Strontium
• Natrium
• Calcium
• Magnesium
• Beryllium
• Aluminium
• Waterstof (in water)
• Mangaan
• Zink
• Chroom (III)
• IJzer(II)
• Cadmium
• Kobalt
• Nikkel
• Geloven
• Lood
• Waterstof (in zuur)
• Koper
• IJzer (III)
• Kwik
• Zilver
• Palladium
• Iridium
• Platina(II)
• Goud

Het belangrijkste verschil tussen de elektrochemische reeks en de reactiviteitsreeks is dat de posities van natrium en lithium verwisseld zijn. Het voordeel van het gebruik van standaard elektrodepotentialen om reactiviteit te voorspellen, is dat ze akwantitatiefmaat voor reactiviteit. Daarentegen is de reactiviteitreeks akwalitatieve maatstafvan reactiviteit. Het grote nadeel van het gebruik van standaard elektrodepotentialen is dat ze alleen van toepassing zijn op waterige oplossingen onder standaard voorwaarden . Onder reële omstandigheden volgt de serie de trend kalium > natrium > lithium > aardalkaliën.

bronnen

• Bickelhaupt, F.M. (1999/01/15). 'Reactiviteit begrijpen met Kohn-Sham moleculaire orbitaaltheorie: E2-SN2 mechanistisch spectrum en andere concepten'. Journal of Computational Chemistry . 20 (1): 114–128. doi:10.1002/(sici)1096-987x(19990115)20:13.0.co;2-l
• Briggs, JGR (2005). Wetenschap in focus, scheikunde voor GCE 'O'-niveau . Pearson Onderwijs.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemie van de elementen . . . . Oxford: Pergamon Press. blz. 100-1 82-87. ISBN 978-0-08-022057-4.
• Lim Eng Wah (2005). Longman Pocket Study Guide 'O' Level Science-Chemistry . Pearson Onderwijs.
• Wolters, L.P.; Bickelhaupt, FM (2015). 'Het activatiestammodel en de moleculaire orbitaaltheorie'. Wiley Interdisciplinaire beoordelingen: Computational Molecular Science . 5 (4): 324-343. doi:10.1002/wcms.1221