Care sunt efectele acidului sulfuric asupra metalului?

Efectele acidului sulfuric asupra metalului depind de o serie de factori, inclusiv tipul de metal, concentrația acidului și temperatura. Acidul sulfuric diluat va reacționa, teoretic, cu orice metal care se află deasupra hidrogenului din seria de reactivitate prin deplasarea hidrogenului din acid, eliberându-l ca gaz și formând sarea sulfat a metalului. Metalele care intră în această categorie includ metalele alcaline, cum ar fi sodiul și potasiul, și metalele alcalino-pământoase, cum ar fi magneziul și calciul, precum și multe alte metale comune, cum ar fi fierul, nichelul și zincul. Deoarece hidrogenul are o solubilitate foarte scăzută în apă și acizi, va produce bule; efervescența rezultată este mai mare cu metalele mai reactive. Acidul sulfuric (H2SO4) diluat și magneziul, de exemplu, vor reacționa energic: Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2.

În practică, nu toate aceste metale vor reacționa cu acidul sulfuric în circumstanțe normale. Deși metalele pure vor reacționa, unele elemente, atunci când sunt expuse la aer, capătă rapid un strat de oxid. Efectele acestui acid asupra oxizilor metalici variază, dar în unele cazuri, stratul de oxid este foarte inert din punct de vedere chimic și va împiedica orice reacție. De exemplu, deși titanul este deasupra hidrogenului în seria de reactivitate, în mod normal are o acoperire subțire de dioxid de titan care îl face nereactiv față de acizi sulfuric și de majoritatea celorlalți. Aluminiul formează, de asemenea, un strat protector de oxid; cu toate acestea, acidul sulfuric și aluminiul vor reacționa după o anumită întârziere pentru a produce hidrogen gazos și sulfat de aluminiu.

Un alt factor care poate afecta combinația este solubilitatea sării sau sulfatului metalic, format prin reacție. Unii sulfați metalici – de exemplu, cei de fier, zinc și aluminiu – sunt foarte solubili în apă sau acizi, în timp ce alții – precum sulfații de calciu și bariu – nu sunt. Când sulfatul are o solubilitate scăzută, reacția se va încetini sau se va opri rapid, deoarece un strat protector de sulfat se acumulează în jurul metalului.

Acidul sulfuric pur nu reacționează cu metalele pentru a produce hidrogen, deoarece prezența apei este necesară pentru a permite această reacție să aibă loc. Acidul sulfuric concentrat folosit în laboratoare este în mod normal 98% acid și 2% apă; cantitatea mică de apă prezentă permite ca aceste reacții să se desfășoare în unele cazuri, deși lent. Dacă se folosește o soluție mai diluată, reacția este mult mai rapidă. Oțelul inoxidabil, la temperaturi scăzute, nu este corodat semnificativ de acid la concentrații de peste aproximativ 98%. La fabricile industriale, este depozitat uneori în rezervoare de oțel; totuși, coroziunea este rapidă dacă conținutul de apă este mai mare.

Efectul acidului sulfuric asupra elementelor metalice care se află sub hidrogen în seria de reactivitate este diferit, deoarece nu pot înlocui hidrogenul din acid. Aceste metale includ cuprul, mercurul, argintul, aurul și platina. Nu vor reacționa cu acidul sulfuric diluat sau cu acidul concentrat la temperatura camerei.

Acidul sulfuric concentrat, totuși, acționează ca un agent oxidant când este fierbinte și acesta reacţionează cu cuprul, mercurul și argintul. În cazul cuprului, de exemplu, are loc următoarea reacție: Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O. Aurul și platina nu vor reacționa deloc cu acidul sulfuric.