Увеличивается, уменьшается или остается без изменения масса никелевой пластинки, опущенной в растворы
Pb(NO3)2; ZnSO4; AgNO3; FeSO4; Al2(SO4)3; CuSO4?
Составьте молекулярные и электронные уравнения соответствующих реакций.
Решение.
Чтобы ответить на вопрос, поставленный в условии задачи, необходимо знать значение стандартного электродного потенциала металла.
Стандартным (нормальным) электродным потенциалом металла называется скачок потенциала, возникающий на границе раздела фаз металл-раствор его соли с активной концентрацией ионов I моль-ион/л. Измеряется он по отношению к нормальному водородному электроду, величина потенциала которого условно принята равной нулю. Если расположить металлы в ряд по мере возрастания значений потенциалов, получится ряд напряжений металлов (ряд стандартных электродных потенциалов). Каждый металл вытесняет из растворов солей все металлы, стоящие за ним в ряду напряжений, т. е. менее активные.
Итак, никель (E0Ni2+/Ni = –0,23 В) будет вытеснять из растворов солей ионы свинца Pb2+(E0Pb2+/Pb = -0,13 В), меди Cu2+(E0Cu2+/Cu = 0,34 В) и серебра
Ag+(E0Ag+/Ag = 0,80 В). Запишем уравнения реакций:
Ni + Pb(NO3)2 = Pb + Ni(NO3)2,
Ni0 – 2 = Ni2+,
Pb2+ + 2 = Pb;
Ni + CuSO4 = Cu + NiSO4,
Ni0 – 2 = Ni2+,
Cu2+ + 2 = Cu;
Ni + 2AgNO3 = 2Ag + Ni(NO3)2,
Ni0 – 2 = Ni2+,
2Ag+ + 2 = 2Ag.
Никелевая пластинка при этом частично растворяется, а восстановленный металл оседает на ее поверхности. Атомная масса никеля (58,7 а. е. м.) меньше атомных масс свинца (207,2 а. е. м.), меди (63,5 а. е. м.) и серебра (107,8 а. е. м.), поэтому масса никелевой пластинки увеличится.
В растворах солей железа, цинка и алюминия масса никелевой пластинки не изменится, так как никель не может вытеснить эти металлы из растворов их солей и реакция не пойдет.