余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性。

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金属钠与锂的活泼性比较

已有 2579 次阅读 2022-7-21 18:29 |系统分类:教学心得

本文拟结合热力学基本原理,剖析一道典型的无机热力学题目.

例:已知Eθ(Li+/Li)=-3.024V, Eθ(Na+/Na)=-2.714V, 实际上金属锂与水反应程度远不如金属钠与水反应剧烈,试解释原因[1].

析:题目考察本质是热力学与动力学的关联.

1.金属单质的还原性

对于金属单质的还原半反应:

Me+ + e- →Me                       (1)

ΔhGθm=-ZF·Eθ(Me+/Me)         (2)

由式(2)可知:Eθ(Me+/Me)越小,则ΔhGθm越大,式(1)反应逆向进行趋势越大;金属单质Me的还原性越强.

还原性属于热力学范畴,仅表示金属单质失电子趋势(可能性)的大小,与实际反应速率(动力学)无关.

因此:Eθ(Li+/Li)< Eθ(Na+/Na)与“金属锂与水反应程度远不如金属钠与水反应剧烈”(客观现象)无必然联系.

2.金属单质的活泼性

金属单质的活泼型通常是指金属单质实际(客观)失电子能力的大小,属于动力学范畴.

由于熔点较低(97.8℃),钠与水反应时放出的大量热可使自身熔化,通常情况下液态钠与水反应激烈; 其次锂与水反应产物为氢氧化锂,其溶解度较低,可覆盖于锂的表面,阻碍了锂与水的继续反应;再次钠的金属性比锂强,金属单质的金属性[2]与其活泼性最为接近.

上述动力学因素决定了金属锂与水反应程度远不如金属钠与水反应剧烈.

3.结论

Eθ(Me+/Me)越小,金属单质的还原性越强,则金属单质失电子趋势(可能性)越强

        ⑵钠的金属性强于锂、钠的熔点低及氢氧化锂覆盖膜的阻断作用,导致钠的活泼性强于锂.

参考文献

[1] 彭子莹,陈金兰 主编. 无机化学习题集. 广州:广东华南理工大学出版社, 1994,1:90.

[2] 余高奇. 金属的金属性、还原性与活泼型.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 . 科学网博客, 2021,5.




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