金属活动性

金属活动性(又稱活性序)是指金属溶液化学反应中的活泼程度。它最初是由化学家根据金属间的置换反应,还有金属跟水和各种的反应总结而成。这个序列展现了金属在溶液中活动性的大小关系。在判断溶液中的置换反应能否发生时,使用它是一种很简便的办法。

金属离子活动性提取法
Cs Cs+ 与水反应 电解
Rb Rb+
K K+
Na Na+
Li Li+
Ba Ba2+
Sr Sr2+
Ca Ca2+
Mg Mg2+ 一定条件下与水反应
Al Al3+
Ti Ti4+ 與濃的無機酸反應 火法冶煉在克羅爾過程中可用
鎂、鈣、氫或其他不太常見的鹼金屬
Mn Mn2+ 与酸反应 碳热还原
Zn Zn2+
Cr Cr2+
Fe Fe2+
Cd Cd2+
Co Co2+
Ni Ni2+
Sn Sn2+
Pb Pb2+
Bi Bi3+ 与强氧化性酸反应 热分解或物理方法
Cu Cu2+
Hg Hg22+
Ag Ag+
Pt Pt2+
Au Au3+

含义

  1. 排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来
  2. 理论上讲,排在(H2)前的金属才能和反应,置换出

金属活动性顺序表

  • 此表中金属活动性由上至下逐渐减小。
  • 之前的金属可以将中的氢置换出来
  • 表中某金属可以把它后面的金属从它的溶液中置换出来

常見金属活动性排列通常是这样的:

Cs > Rb > K > Na > Li > Ra > Ba > Sr > Ca > Mg > Al > Ti > Mn > Zn > Cr> Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb > (H2) > Bi > Cu > W > Hg > Ag> Pt > Au [1][2]
  • 常温下能與迅速進行置換反應:
  1. (K)
  2. (Na)
  3. (Li)
  4. (Ca)
  • 能與進行置換反應(也能與水進行,只是較緩慢):
  1. (Mg)
  2. (Al)
  3. (Mn)
  4. (Zn)
  5. (Cr)
  6. (Fe)
  7. (Ni)
  8. (Sn)
  9. (Pb)
  10. (H2
  • 不能與進行置換反應:
  1. (Cu)
  2. (Hg)
  3. (Ag)
  4. (Au)
  5. (Pt)

活泼金属和酸置换产生氢气时生成的离子

活泼金属和酸发生置换反应产生的离子颜色
KK+无色
NaNa+无色
LiLi+无色
CaCa2+无色
MgMg2+无色
AlAl3+无色
MnMn2+淡粉红色
ZnZn2+无色
FeFe2+(亚铁离子)浅绿色
CoCo2+红色紫红色
NiNi2+碧绿色
SnSn2+无色
PbPb2+无色

与标准电极电势比较

金属活动性顺序有时也根据标准电极电势反向列出:

Li > Cs > Rb > K > Ra > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Al > Ti > Mn > Zn > Cr> Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb > (H2) > Sb > Bi > Cu > W > Hg > Ag > Pt > Au[3][4][5]

这样活动性顺序相反,顺序也相反。后者实际上并无碍,因为两种金属都相当不活泼。

标准电极电势定量衡量还原剂的强弱,不像金属活动性顺序那样是定性考虑。然而标准电极电势只在标准状况下有效,特别是只适用于室温下一定浓度的水溶液。即便如此,锂、钠等金属的标准电极电势顺序仍然是反常的。从它们和水的反应剧烈程度以及金属表面在空气中失去光泽的速度来看,这些金属的活动性顺序是

钾>钠>锂>碱土金属,

和它们气态时的电离能的反序一样。这也和电解氯化锂氯化钾共晶系统的结果一致:在阴极生成的是锂不是钾。

参见

參考資料

  1. France, Colin, , 2008
  2. . [2015-04-24]. (原始内容存档于2015-04-29).
  3. Standard Redox Potential Table
  4. 洪啟斌. . 新北市: 泰宇出版. 2011. ISBN 978-986-6147-24-1.
  5. 上海市中小学(幼儿园)课程改革委员会. . 中国上海: 上海教育出版社. 2008年1月第2版: 第33页. ISBN 978-7-5320-8748-8 (中文(简体)‎). K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性依次减弱
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