Обладнання: штатив із пробірками.
Реактиви: зразки металів (цинк, алюміній, залізо, мідь, олово, магній тощо), хлоридна та сульфатна кислоти.
1. Сформулюйте гіпотези.
Чи можливо дослідити активність металу за його реакцією з кислотою.
Можливо. Метали, розташовані в ряду активності ліворуч від водню, здатні витісняти його з розчинів кислот, що є ознакою хімічної активності.
Чи будь-яку кислоту можна додати до будь-якого металу для дослідження?
Ні, не будь-яку. Для коректного порівняння варто використовувати кислоти, що утворюють із металом розчинну сіль. Якщо продукт реакції нерозчинний, він вкриває поверхню металу плівкою та зупиняє реакцію
2. Виконай експеримент відповідно до опису в підручнику.
Опишіть свої спостереження:
Магній реагує найбурхливіше, розчин «кипить» від виділення газу. Алюміній (після видалення оксидної плівки) та цинк взаємодіють активно, але спокійніше за магній. Залізо та олово реагують повільно, бульбашки водню утворюються неохоче. Мідь не взаємодіє з розчинами кислот, виділення газу відсутнє.
Чи можна за результатами спостереження дізнатися про активність металів?
Так. Чим інтенсивніше відбувається виділення водню, тим активнішим є метал.
Хімічні рівняння здійснених реакцій:
З хлоридною кислотою:
Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
Sn + 2HCl = SnCl₂ + H₂↑
З розбавленою сульфатною кислотою:
Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑
2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑
Sn + H₂SO₄ = SnSO₄ + H₂↑
Розташування символів досліджених металів у ряд від найактивнішого до найменш активного:
Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Cu.
Порівняйте свій ряд із рядом активності металів на форзаці 2 підручника.
Експериментальний ряд повністю збігається.
Підбиваємо підсумки.
1. Чи можливо схарактеризувати активність металу за спостереженням його реакції з кислотою? Відповідь аргументуйте.
Так, можливо. Швидкість виділення бульбашок водню є візуальним індикатором хімічної активності: більш активні метали легше віддають електрони й швидше витісняють водень.
2. Як варто враховувати розчинність продукту реакції для визначення кислоти, яку треба додавати до певного металу?
Необхідно обирати кислоту, яка утворює з даним металом розчинну сіль. Якщо утворюється нерозчинна сіль, вона осідає на поверхні металу, блокуючи доступ кислоти, і реакція передчасно припиняється.
3. Яку ознаку реакції металів із кислотами можна використовувати для порівняння активності металів?
Інтенсивність виділення бульбашок газу (водню).
4. Чи існує будь-яка залежність (кореляція) між місцем металічного елемента в Періодичній таблиці та активністю відповідного металу?
Так. У межах однієї групи (головної підгрупи) активність металів зростає згори донизу (зі збільшенням радіуса атома). У межах періоду активність зменшується зліва направо.
5. Чи збігається складений вами ряд активності металів із надрукованим на форзаці підручника? Обґрунтуйте збіжності та розбіжності.
Ряд збігається. Невеликі розбіжності у візуальній оцінці швидкості можливі для металів із близькою активністю через наявність оксидних плівок або різну площу поверхні зразків.