Γιατί το υδρογόνο απελευθερώνεται όταν το μαγνήσιο αντιδρά με αραιό νιτρικό οξύ σε αντίθεση με άλλα μέταλλα όπου δεν εξελίσσεται;
Ο ρόλος του νιτρικού οξέος
Το νιτρικό οξύ (HNO₃) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Αυτό σημαίνει ότι δέχεται εύκολα ηλεκτρόνια από άλλες ουσίες, προκαλώντας τους να οξειδωθούν (χάνουν ηλεκτρόνια). Αυτή η ιδιότητα διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην αντίδραση με μέταλλα.
Η αντίδραση με μαγνήσιο
* Αρχική αντίδραση: Το μαγνήσιο (mg) είναι ένα αντιδραστικό μέταλλο. Όταν αντιδρά με αραιό νιτρικό οξύ, αρχικά υφίσταται μια τυπική αντίδραση μετατόπισης, παρόμοια με αυτά που συμβαίνει με άλλα οξέα.
* Mg (s) + 2hno₃ (aq) → mg (no₃) ₂ (aq) + h₂ (g)
* Οξείδωση υδρογόνου: Ωστόσο, το απελευθερωμένο αέριο υδρογόνου οξειδώνεται ταχέως από το νιτρικό οξύ, σχηματίζοντας νερό και άλλα οξείδια αζώτου (όπως NO₂ και N₂O). Αυτό συμβαίνει επειδή το νιτρικό οξύ είναι ένας πολύ ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας από τα ιόντα υδρογόνου.
Άλλα μέταλλα
* με αραιό νιτρικό οξύ: Τα περισσότερα μέταλλα αντιδρούν με αραιό νιτρικό οξύ για να σχηματίσουν νιτρικά, αλλά το αέριο υδρογόνου δεν είναι * το κύριο προϊόν. Αντ 'αυτού, το νιτρικό οξύ μειώνεται σε διάφορα οξείδια αζώτου. Η αντίδραση είναι πολύπλοκη και εξαρτάται από τη συγκέντρωση του οξέος και του μεταλλικού που εμπλέκεται.
* με συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ: Με το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ, η αντίδραση γίνεται ακόμα πιο περίπλοκη. Συνήθως, το διοξείδιο του αζώτου (NO₂) είναι το κύριο προϊόν.
Γιατί το μαγνήσιο είναι διαφορετικό
* Αντιδραστικότητα: Το μαγνήσιο είναι ένα πολύ αντιδραστικό μέταλλο. Αντιδρά έντονα με αραιό νιτρικό οξύ, παράγοντας αρχικά μεγάλη ποσότητα υδρογόνου. Αυτό δίνει στο νιτρικό οξύ την ευκαιρία να οξειδώσει το υδρογόνο πριν να διαφεύγει ως αέριο.
* Σχηματισμός προστατευτικού στρώματος: Σε ορισμένες περιπτώσεις, η αντίδραση μαγνησίου με νιτρικό οξύ μπορεί να σχηματίσει ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου του μαγνησίου στην επιφάνεια του μετάλλου, το οποίο μπορεί να επιβραδύνει την αντίδραση και να αποτρέψει περαιτέρω εξέλιξη του υδρογόνου.
Συνοπτικά
Η απελευθέρωση του αερίου υδρογόνου κατά τη διάρκεια της αντίδρασης του μαγνησίου με αραιό νιτρικό οξύ είναι συνέπεια της υψηλής αντιδραστικότητάς του και της ταχείας οξείδωσης του νεογέννητου υδρογόνου από το νιτρικό οξύ. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με άλλα μέταλλα όπου η οξείδωση του νιτρικού οξέος κυριαρχεί στην αντίδραση, οδηγώντας στον σχηματισμό οξειδίων του αζώτου.
