Навчальне дослідження № 6 «Досліджуємо активність металів»

• До змісту

Обладнання: Штатив із пробірками.

Речовини: зразки металів (цинк, алюміній, залізо, мідь, олово, магній тощо), зразки кислот (хлоридна та сульфатна).

Сформулюйте гіпотези.

Припускаю, що різні метали реагуватимуть із кислотою з різною швидкістю. Найактивніші метали виділятимуть газ інтенсивно, менш активні — повільно, а неактивні метали взагалі не реагуватимуть.

Чи можливо дослідити активність металу за його реакцією з кислотою?

Так, можливо. Активність металу прямо впливає на швидкість виділення водню під час реакції.

Чи будь-яку кислоту можна додавати до будь-якого металу для дослідження?

Ні. Не можна використовувати кислоти-окисники (концентровану сульфатну або нітратну) для отримання водню, оскільки там виділяються інші гази. Також треба враховувати, чи не утворюється нерозчинна сіль, яка вкриє метал плівкою і зупинить реакцію (наприклад, свинець у сульфатній кислоті).

2. Виконайте експеримент відповідно до опису в підручнику. Опишіть свої спостереження:

З магнієм (Mg) реакція почалася миттєво, спостерігається дуже бурхливе виділення газу. З цинком (Zn) виділення бульбашок газу помірне, рівномірне. Із залізом (Fe) бульбашки газу виділяються дуже повільно, реакція млява. З міддю змін не відбулося, бульбашки газу відсутні.

Чи можна за результатами спостереження дізнатися про активність металів?

Так. Чим інтенсивніше виділяється газ, тим активнішим є метал.

Запишіть 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↑

Розташуйте символи досліджених металів у ряд від найактивнішого до найменш активного:

Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Cu.

Порівняйте свій ряд із рядом активності металів на форзаці з підручника.

Мій експериментальний ряд повністю збігається.

Підбиваємо підсумки

1. Чи можливо схарактеризувати активність металу за спостереженням його реакції з кислотою? Відповідь аргументуйте.

Так. Спостереження за інтенсивністю виділення бульбашок водню дозволяє візуально оцінити, наскільки легко метал віддає електрони. Швидка реакція свідчить про високу активність, повільна — про середню або низьку.

2. Як варто враховувати розчинність продукту реакції для визначення кислоти, яку треба додавати до певного металу?

Якщо продукт реакції (сіль) є нерозчинним, він осідає на поверхні металу, утворюючи захисну плівку. Це явище зупиняє подальшу реакцію, тому такі кислоти не підходять для дослідження активності цього металу.

3. Яку ознаку реакції металів із кислотами можна використовувати для порівняння активності металів?

Швидкість (інтенсивність) виділення газу водню.

4. Чи існує будь-яка залежність (кореляція) між місцем металічного елемента в періодичній таблиці й активністю відповідного металу?

Так. Металічні властивості (і активність) посилюються в періодах справа наліво та в групах зверху вниз.

5. Чи збігається складений вами ряд активності металів із наведеним на форзаці з підручника? Обґрунтуйте збіг і розбіжності.

Збігається повністю. Це тому, що електрохімічний ряд напруг металів відображає їхню реальну здатність витісняти водень із кислот, що ми й підтвердили на практиці.

6. Визначте чинники, які вплинули на результати експерименту.

На результат вплинули: природа металу (його місце в ряду активності), площа поверхні контакту (порошок реагує швидше за гранули), концентрація кислоти та температура.