Rekacja HN03 z glinem

[kinia131999]

Mam pytanie.Jeżeli mamy reakcje glinu ze stężonym HN03 to reakcja zajdzie? Mam napisane w zeszycie ,że metale aktyne reaguja tylko z rozcieńczonym HN03?

[Adax82]

Na poziomie chemii maturalnej odpowiedzią jest, że reakcja nie zajdzie, gdyż glin ulega pasywacji. Wykorzystuje się to w praktyce, że cysterny do przewozu stężonego HNO3 mają powłokę z Al.

Jednak pies pogrzebany jest w stwierdzeniu: stężony kwas azotowy". Nie ma tu jednoznacznego wskazania, kiedy HNO3 jest stężony. Od strony różnych reakcji wygląda to różnie. Na poziomie liceum sztandarową reakcją jest Cu z HNO3 ( stężonym oraz rozcieńczonym ) gdzie w produktach reakcji mamy NO2 ( w reakcji z kwasem stężonym ) lub NO ( w reakcji z kwasem rozcieńczonym ).W rzeczywistości reakcja Cu z HNO3 przebiega z wydzieleniem tak NO jak i NO2 - tyle tylko, że udział tych produktów przesuwa się w stronę NO2 dla kwasu bardziej stężonego, oraz w kierunku NO dla kwasu bardziej rozcieńczonego, ale nigdy oba produkty nie występują w stężeniu 100%. Reakcje kwasu HNO3 ( stężonego lub rozcieńczonego ) z metalami bardziej reaktywnymi ( Cr,Fe, Zn, Al, Mg, Na ) prowadzi do otrzymania produktów: NO2, NO, N2O, N2, NH3. Trudno tu mówić o jakiś wyraźnych granicach, gdyż produkty te występują równolegle w różnych stężeniach. Można jednak zaobserwować pewną prawidłowość:
1. Im metal jest bardziej reaktywny, tym redukcja azotu z kwasu ( +5 ) jest głębsza ( w stronę -3, 0 czy 1 )
2. Im metal jest bardziej półszlachetny, tym redukcja azotu z kwasu ( +5 ) jest mniejsza ( w stronę +4, +3 czy +2 ).
3. Praktycznie jednak w każdym przypadku mamy produkty, w których azot zredukował się do innych mniejszych wartości - występują one tylko w różnych stężeniach.

Na ten temat prowadzono już mnóstwo dyskusji na tym forum. Trochę poszukaj. Możesz także zapoznać się z moim postem: stechiometria reakcji równoległych", która dotyczy raczej kwestii obliczeniowej, ale zaczyna się od równoległych reakcji HNO3 z metalem.

[00000000000000000000]

Na poziomie chemii maturalnej odpowiedzią jest, że reakcja nie zajdzie, gdyż glin ulega pasywacji.

A pasywacja to nie jest przypadkiem reakcja chemiczna?

[Adax82]

Pasywacja jako reakcja chemiczna?.
Nie ma do chwili obecnej jednoznacznej teorii, czy jest to reakcja chemiczna czy fizyczna. Są argumenty za jedną i drugą. Śledząc jednak literaturę mogę stwierdzić, że jest to reakcja fizyczno-chemiczna lub chemiczno-fizyczna, z przesunięciem w stronę fizyki. Dlaczego tak miałoby być? Chociaż Al jest bardzo reaktywnym metalem, który formalnie nie może mieć trudności z reakcją z HNO3, podobnie jak Al2O3 z HNO3 powinien zachowywać się podobnie, to jednak w takim przypadku mają znaczenie zjawiska fizyczne możliwości przeprowadzenia takiej reakcji: reakcje są typu jonowego i wymagają dostatecznego zbliżenia do siebie tak jonów dodatnich jak i ujemnych ( w ostateczności wymiany elektronów ). Konfiguracja fizyczna kryształów ( z uwagi na wielkość ) może uniemożliwić wymianę elektronów pomiędzy zainteresowanymi reagentami co w skali makro obserwujemy jako brak przebiegu reakcji. Jeśli przeanalizujemy reakcję Fe ze stężonym H2SO4 ( gdzie następuje pasywacja ) - to obserwacje będą podobne.
W każdym razie obserwacje prowadzą do wniosków:
1. Formalnie Al czy Fe w reakcji z odpowiednimi kwasami powinny wejść z nimi w reakcję, ale tak nie dzieje się.
2. Przeszkodą do zaistnienia odnośnych reakcji są kwestie fizyczne: jak dalece nowo powstałe produkty reakcji blokują wymianę elektronową pomiędzy reagentami. Blokowanie w skali makro to nic innego jak pasywacja.
Rozumiem, że nadążasz na tym poziomie dyskusji.

[00000000000000000000]

A ten Al2O3 na powierzchni Al powstał w wyniku reakcji chemicznej czy jakoś inaczej?

[Adax82]

A jak sądzisz ?