Acidi: reazioni con i metalli, scala di attività

Gli acidi reagiscono con molti metalli dando luogo alla formazione di un sale e di idrogeno gassoso in una reazione di scambio semplice.
Per sapere quali metalli reagiscono con un acido bisogna fare riferimento alla scala di attività dei metalli ovvero ai potenziali di ossidazione dei metalli

Scala di attività

Tutti i metalli che si trovano al di sopra dell’idrogeno sono quindi in grado di reagire con un acido come l’acido cloridrico e l’acido solforico.

Reazioni

Un esempio di reazione tra un metallo e un acido è quella tra lo zinco e l’acido cloridrico:

Zn_(s) + 2 HCl_(aq)→ ZnCl_2(aq) + H_2(g)

Questa reazione è una reazione redox in cui lo zinco si ossida passando da numero di ossidazione 0 a +2 mentre l’idrogeno si riduce passando da numero di ossidazione -1 a 0 mentre il cloro che mantiene il numero di ossidazione -1 è uno ione spettatore.

Pertanto la reazione netta è:

Zn_(s) + 2 H⁺_(aq) → Zn²⁺_(aq)+ H_2(g)

Un altro esempio è costituito dalla reazione tra ferro e acido solforico:

Fe_(s) + H₂SO_4(aq) → FeSO_4(aq) + H_2(g)

che, scritta in forma netta, diviene:

Fe_(s) + 2 H⁺_(aq) → Fe²⁺_(aq)+ H_2(g)

I metalli meno reattivi come il rame non reagiscono con gli acidi come HCl e H₂SO₄.

Per ossidare il rame è necessario un acido che abbia anche la caratteristica di essere ossidante come l’acido nitrico che reagisce con il rame dando due diversi prodotti a seconda della sua concentrazione:

Cu_(s) + 4 HNO_3(aq) → Cu(NO₃)_2(aq) +  2 NO_2(g) + 2 H₂O_(l)

3 Cu_(s) + 8 HNO_3(aq) → 3 Cu(NO₃)_2(aq) +  2 NO_(g) + 4 H₂O_(l)

Per ossidare l’oro, ancor meno reattivo del rame, bisogna utilizzare l’acqua regia, miscela costituita da acido nitrico concentrato e acido cloridrico concentrato in rapporto tra volumi di 1:3.

La dissoluzione dell’oro in acqua regia è dovuta alla reazione:

Au_(s) + HNO_3(aq) + 3 HCl_(aq) → HAuCl_4(aq) + NO_(g) + 2 H₂O_(l)

a seguito della quale si ottiene l’acido cloroaurico

Analoga reazione avviene tra il platino e l’acqua regia per dare l’acido cloroplatinico secondo la reazione complessiva:

Pt_(s) + 4 HNO_3(aq) + 6 HCl_(aq) → H₂PtCl_6(aq) + 4 NO_2(g) + 4 H₂O_(l)