99
реакции вытеснения одних металлов другими из растворов их солей. Реакция этого
процесса, например, для цинка и сульфата меди запишется так:
Zn + CuSO
4
= ZnSO
4
+ Cu.
С позиций ионной модели металла сущность реакции вытеснения одним
металлом другого заключается в передаче электронов от атома первого металла
иону второго:
2е→
Zn + CuSO
4
= Zn
2 +
SO
4
2 -
+ Cu
0
.
Механизм передачи электрона от металла иону металла в составе соли
является общепризнанным. Однако роль воды в этом процессе совершенно
отсутствует.
Известен ряд напряжений металлов, который дает возможность судить о
способности металлов растворяться в кислотах и вытеснять другие металлы из
растворов их солей. Ряд напряжений, как принято считать, характеризует
восстановительную способность металлов и окислительную способность их ионов.
Следует иметь в виду, что ряд напряжений позволяет судить о
восстановительной способности металлов, об их химической активности лишь в
окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в водной среде; однако
также надо помнить, что восстановительная способность металлов на воздухе не
соответствует этой способности металлов в воде.
Важнейшим и главнейшим фактором всех взаимодействий кислот и солей с
металлами является присутствие воды в качестве растворителя. Вытеснение
металлами водорода из кислот происходит исключительно в водной среде!
Рассмотрим механизм взаимодействия цинка с водным раствором сульфата
меди с позиций модели кристаллического атома. Как следует из разделов 4 и 10,
металлы, как и все окружающие нас вещества, состоят не из ионов и свободных
электронов, а из молекул. Кристаллическая решетка цинка состоит из цепочечных
молекул, которые стягиваются в кристаллы магнито-гравитационными силами.
Итак, имеем водный раствор соли CuSO
4
и кусочек Zn. Как отмечалось выше, в
воде, в результате процесса автодиссоциации, присутствует определенное
количество кислотных атомов Н и основных групп ОН. Механизм процесса
взаимодействия воды с молекулой соли CuSO
4
можно представить схемой 15.
SO
2
Cu
O
O
(-)
OH
H
H
Zn Zn Zn HZnH
Cu
SO
2
O
O
H
H
+
SO
2
(-)
O
H
(+)
(-)
O
H
(+)
SO + 2HOH
2
Zn
O
O
(-)
OH
(-)
OH
(-)
OH
(15)
Два кислотных атома Н атакуют две связи Cu-O; отделяется атом Cu и
образуется молекула Н
2
SO
4
,
которая под действием активных частиц воды
диссоциирует на два атома Н и основную группу SO
4
( 2 - )
. Количество атомов Н
увеличилось.