H2S и S выделяются в случае активных металлов до цинка включительно (Еоме Ео Zn).
SO2 выделяется при взаимодействии металлов, стоящие в таблице СЭП, ниже цинка (Еоме Ео Zn).
Необходимо помнить, что при изменении условий реакция для одного и того же металла можно получить разные продукты, так что предложенная схема является до некоторой степени условной. Например, при длительном нагревании взаимодействие алюминия с конц. серной кислотой может идти до образования не только серы, но и сероводорода:
Al + Н2SO4 (конц.) = Al2(SO4)3 + Н2О + S
Al + Н2SO4 (конц.) = Al2(SO4)3 + Н2О + H2S
Со щелочными металлами серная кислота конц. и разб. взаимодействует одинаково по реакции: Na + Н2SO4 (разб.,конц.) = Na2SO4 + Н2О + H2S
Существуют особенности взаимодействия свинца с серной кислотой - образуется кислая растворимая соль – гидросульфат свинца:
Pb + 3H2SO4(конц.) = Pb(HSO4)2 + 2Н2О + SО2
К каждой реакции необходимо составить уравнения ионно-электронного баланса и расставить коэффициенты. Концентрированная серная кислота - сильный окислитель, и окисляет металлы, стоящие в таблице СЭПОТ до серебра включительно
Следует иметь в виду, что металлы, проявляющие разные степени окисления, в случае кислот, в которых окислителем является катион водорода, окисляются до низших степеней окисления, а в конц. Н2SO4 – до высших. Например, железо:
Fe + Н2SO4(разб.) = FeSO4 + H2
2Fe +6Н2SO4 (конц.) = Fe2(SO4)3 +6Н2О + 3SО2 (при нагревании)
Вторая реакция идет только при нагревании. В холодной конц. Н2SO4 железо, а также алюминий, хром, марганец - пассивируются. Реакцию пассивации можно написать следующим образом:
Н2SO4 (конц.) окисляет все металлы в ряду стандартных электродных потенциалов до серебра включительно.
S6+ (SO42-) + ne S2-(H2S), So (S), S4+(SO2)
Этим процессам восстановления серной кислоты соответствуют следующие ионно-электронные равновесные полуреакции:
SO42- + 4H+ +2e ↔ SO2 + 2H2O Eo = +0,17B
SO42- + 10H+ +8e ↔ H2S + 4H2O Eo = +0,31B
SO42- + 8H+ +6e ↔ S + 4H2O Eo = +0,36B
Пользоваться данными значениями ОВПОТ некорректно, т.к. концентрация серной кислоты значительно превышает 1моль/л
Cхематично реакции окисления металлов в конц. Н2SO4 можно записать в виде:
Ме + Н2SO4 (конц.) = Мех(SO4)y + Н2О + (H2S, S, SO2)
H2S и S выделяются в случае активных металлов до цинка включительно (Еоме Ео Zn).
SO2 выделяется при взаимодействии металлов, стоящие в таблице СЭП, ниже цинка (Еоме Ео Zn).
Необходимо помнить, что при изменении условий реакция для одного и того же металла можно получить разные продукты, так что предложенная схема является до некоторой степени условной. Например, при длительном нагревании взаимодействие алюминия с конц. серной кислотой может идти до образования не только серы, но и сероводорода:
Al + Н2SO4 (конц.) = Al2(SO4)3 + Н2О + S
Al + Н2SO4 (конц.) = Al2(SO4)3 + Н2О + H2S
Со щелочными металлами серная кислота конц. и разб. взаимодействует одинаково по реакции: Na + Н2SO4 (разб.,конц.) = Na2SO4 + Н2О + H2S
Существуют особенности взаимодействия свинца с серной кислотой - образуется кислая растворимая соль – гидросульфат свинца:
Pb + 3H2SO4(конц.) = Pb(HSO4)2 + 2Н2О + SО2
К каждой реакции необходимо составить уравнения ионно-электронного баланса и расставить коэффициенты. Концентрированная серная кислота - сильный окислитель, и окисляет металлы, стоящие в таблице СЭПОТ до серебра включительно
Следует иметь в виду, что металлы, проявляющие разные степени окисления, в случае кислот, в которых окислителем является катион водорода, окисляются до низших степеней окисления, а в конц. Н2SO4 – до высших. Например, железо:
Fe + Н2SO4(разб.) = FeSO4 + H2
2Fe +6Н2SO4 (конц.) = Fe2(SO4)3 +6Н2О + 3SО2 (при нагревании)
Вторая реакция идет только при нагревании. В холодной конц. Н2SO4 железо, а также алюминий, хром, марганец - пассивируются. Реакцию пассивации можно написать следующим образом:
2Fe + 3Н2SO4 (конц.) = Fe2O3 + 3Н2О +3SО2 (на холоду)