3. Реакції металів із водою

Метали, розміщені в ряду активності ліворуч від водню, здатні витісняти водень не лише з розчинів кислот, але й із води.

Метали, розміщені в ряду активності ліворуч від магнію, взаємодіють із водою за звичайних умов. У таких реакціях утворюються луги й водень :

 

$\text{метали }(\mathit{Li},K,\mathit{Ca},\mathit{Na})+H_{2}O\to \text{луг }+H_2\uparrow$.

 

Літій реагує з водою дуже бурхливо:

 

$2\mathit{Li}+2H_{2}O=2\mathit{LiOH}+H_2\uparrow$
↑
Калій реагує з водою дуже активно, часто з вибухом. Кальцій і натрій взаємодіють із водою так само бурхливо, але без вибуху:

 

$\mathit{Ca}+2H_{2}O=\mathit{Ca}{(\mathit{OH})}_2+H_2\uparrow$;

 

$2\mathit{Na}+2H_{2}O=2\mathit{NaOH}+H_2\uparrow$.

 

Утворення лугів у реакції активних металів із водою можна довести, якщо додати  розчин індикатора, який набуває забарвлення, характерного для лужного середовища.

 

Магній реагує з водою за такою самою схемою, як і активні метали, але замість лугу утворюється нерозчинна основа. Реакція відбувається настільки повільно, що після додавання магнію до води спочатку жодних змін не спостерігають — бульбашки водню починають виділятися лише через певний час. Для ініціювання реакції воду слід підігріти або виконувати дослід у киплячій воді. 

 

Більшість металів, розміщених у ряду активності між магнієм і воднем, також можуть реагувати з водою (витісняти з неї водень), але це відбувається за «жорсткіших» умов: крізь розпечені металічні ошурки пропускають перегріту водяну пару. За таких умов гідроксиди розкладаються (на оксид і воду), а продуктами реакції є оксид відповідного металічного елемента та водень:

 

$\text{метали }(\mathit{Al},\mathit{Mn},\mathit{Zn},\mathit{Fe})+H_{2}O\to \mathit{оксид}+H_2\uparrow$;

 

$2\mathit{Fe}+3H_{2}O\stackrel{t\mathrm{°}}{=}{\mathit{Fe}}_2{O}_3+3H_2\uparrow$;

 

$\mathit{Zn}+H_{2}O\stackrel{t\mathrm{°}}{=}\mathit{ZnO}+H_2\uparrow$.

 

Нікель, олово та свинець пасивуються водою, тобто за жодних умов із водою не реагують. Отже, схематично залежність хімічних властивостей металів від розміщення в ряду активності можна зобразити так: