8.3.5. Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой

В разбавленной серной кислоте окислителем является ион Н⁺, в концентрированной – анион SO₄^2-, за счет S⁺⁶. Восстановление сульфат - аниона возможно до серы (S), диоксида серы (SO₂) или сероводорода (H₂S).

H₂SO_4(разб.) → H₂

SO₂↑ (газ с резким запахом)

H ₂SO_4(конц.) S↓ (белый осадок)

H₂S↑ (газ с характерным запахом «тухлых яиц»)

Концентрированная серная кислота окисляет металлы, стоящие в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов левее серебра. Продуктами реакции металлов с концентрированной серной кислотой являются соль – сульфат металла в высокой степени окисления, вода и продукт восстановления S⁺⁶ (SO₂, S или H₂S). Взаимодействие, как правило, протекает не селективно, по нескольким направлениям

Например

Некоторые металлы (Be, Al, Fe, Co, Ni, V, Nb…) «на холоду» концентрированной серной кислотой пассивируются.

8.3.6. Взаимодействие металлов с азотной кислотой

В азотной кислоте окислителем является анион – NO₃^–, восстановление которого возможно до любого из продуктов, в соответствии со схемой

NH₄⁺ NO₂

N₂H₅⁺ HNO₃ HNO₂

⁺NH₃OH NO

N₂ N₂O

Окислительно-восстановительные потенциалы для всех реакций восстановления HNO₃ близки, поэтому процессы взаимодействия металлов и азотной кислоты неселективные.

Продуктами взаимодействия металла с азотной кислотой являются соль-нитрат металла в высокой степени окисления, вода и продукты восстановления N⁺⁵ (NO₂, HNO₂, NO…, NH⁺₄), состав которых определяется активностью металла и концентрацией кислоты. Концентрированная азотная кислота восстанавливается преимущественно до оксида азота (IV); разбавленная – преимущественно до NO с неактивными металлами или до NH₄⁺ – с активными металлами

HNO_{3 (конц) .} NO₂

NO (с неактивными металлами)

HNO_3(разб.) NH₄⁺ (с активными металлами)

Например

1. Сu + 4HNO_{3 конц.} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_{3 разб.} → 3Сu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

2. 4Zn + 10HNO_{3 разб.} → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

3. Fe + 4HNO_{3 разб.} → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Окисляются азотной кислотой металлы, стоящие в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов до серебра включительно. Некоторые металлы (Be, Al, Cr, Fe, Co, Ni…) концентрированной азотной кислотой на холоде пассивируются.