Beketovova řada kovů
Beketovova řada kovů je řada kovů, vytvořená významným ruským fyzikálním chemikem N. N. Beketovem, řadí kovy dle hodnot jejich standardního elektrodového potenciálu (tj. elektrodového potenciálu vztaženého k vodíkové elektrodě). Na základě těchto hodnot lze pak získat cenné informace o vlastnostech kovů – především o jejich oxidačně-redukčních vlastnostech a o (z nich vyplývající) reaktivitě kovů – podle ní rozdělil Beketov kovy na dvě základní skupiny – na kovy ušlechtilé a neušlechtilé.
Rozdělení kovů dle Beketova
Beketovova řada kovů má vícero podob – od kompletní řady kovů po její zjednodušenější verze, tzv. redukovaná řada kovů má tuto podobu:
Z polohy kovu v elektrochemické řadě napětí lze odvodit některé jeho vlastnosti, zejména reaktivnost a tím i jeho sklon ke korozi. Každý kov může být z roztoku své soli vyredukován libovolným kovem ležícím od něj v Beketovově řadě vlevo.
Kovy ležící vlevo od vodíku se nazývají neušlechtilé kovy (elektropozitivní) a v přírodě se (s několika výjimkami) nacházejí pouze vázané ve sloučeninách, kovy ležící v řadě vpravo od vodíku se nazývají ušlechtilé kovy (elektronegativní) a obvykle se v přírodě vyskytují jako ryzí.
Neušlechtilé kovy reagují s běžnými minerálními kyselinami za vzniku vodíku a soli příslušné kyseliny, ušlechtilé kovy s neoxidujícími kyselinami nereagují, reakce ušlechtilých kovů s oxidujícími kyselinami probíhají bez vývoje vodíku za vzniku solí kovu nebo jeho komplexní kyseliny.
Pořadí kovů v Beketovově řadě
| kov | oxidační číslo | elektrodový potenciál Eº/V |
|---|---|---|
| lithium | 1 | −3,0401 |
| cesium | 1 | −3,026 |
| rubidium | 1 | −2,98 |
| draslík | 1 | −2,931 |
| radium | 2 | −2,912 |
| baryum | 2 | −2,912 |
| stroncium | 2 | −2,899 |
| vápník | 2 | −2,868 |
| sodík | 1 | −2,71 |
| hořčík | 2 | −2,372 |
| skandium | 3 | −2,077 |
| beryllium | 2 | −1,85 |
| hliník | 3 | −1,66 |
| titan | 2 | −1,63 |
| titan | 3 | −1,208 |
| titan | 4 | −1,19 |
| mangan | 2 | −1,185 |
| vanad | 3 | −0,87 |
| zinek | 2 | −0,7618 |
| chrom | 3 | −0,74 |
| gallium | 3 | −0,56 |
| železo | 2 | −0,44 |
| kadmium | 2 | −0,40 |
| indium | 3 | −0,34 |
| thallium | 3 | −0,34 |
| kobalt | 2 | −0,28 |
| nikl | 2 | −0,25 |
| cín | 2 | −0,13 |
| olovo | 2 | −0,13 |
| železo | 3 | −0,04 |
| vodík | 1 | 0 |
| bismut | 3 | +0,2 |
| ruthenium | 2 | +0,300 |
| měď | 2 | +0,34 |
| měď | 1 | +0,522 |
| wolfram | 6 | +0,68 |
| osmium | 2 | +0,69 |
| stříbro | 1 | +0,7996 |
| rtuť | 2/1 (dirtuťný kation) | +0,7973 |
| olovo | 4 | +0,8 |
| rtuť | 2 | +0,851 |
| iridium | 3 | +1,16 |
| platina | 2 | +1,188 |
| zlato | 3 | +1,52 |
| zlato | 1 | +1,691 |
Výhradní postavení v Beketovově řadě kovů má vodík – před ním se nacházejí neušlechtilé kovy (záporný elektrodový potenciál) a za vodíkem ušlechtilé kovy (kladný potenciál).
Beketov takto kovy rozdělil na základě zkoumání reakcí kovů mezi sebou a chování kovů při reakci s kyselinami.
Reakce kovů s kyselinami
Kov stojící před vodíkem, tj. od vodíku nalevo (zde nahoře nad vodíkem), je schopen redukovat vodík a sám sebe zoxidovat. Příklady takovéto reakce jsou následující:
- 2 Na + H2SO4 → H2 + Na2SO4
- 2 Na + 2H2O → H2 + 2 Na+ + 2 OH−
(kovy stojící daleko před vodíkem jsou schopny zredukovat vodík dokonce i z vody)
Kov, který stojí od vodíku napravo, tedy za vodíkem, je schopný zoxidovat vodík a sám sebe redukovat, jak uvádí následující příklad:
- CuO + H2 → Cu + H2O
Reakce kovů mezi sebou
Kov stojící vlevo dokáže kov (v kladném oxidačním stavu) stojící vpravo redukovat a sám se tím pádem oxidovat, a naopak – kov, který stojí napravo je schopný kov stojící vlevo zoxidovat a sám se redukuje, jak ukazují následující příklady:
- 2 Na + ZnSO4 → Zn + Na2SO4
- Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4