Jännitesarja

Metallien jännitesarja eli reaktiivisuussarja

  • Metallien reaktiot ovat pohjimmiltaan sähkökemiallisia.
  • Siksi reaktiivisuussarjaa kutsutaan jännitesarjaksi.
  • Veden kanssa reagoivat metallit ovat epäjaloja metalleja
    • Suolahappo nopeuttaa reaktiota
  • Jalometallit eivät reagoi suolahapon luovuttaman vetyionin kanssa
    • Silti esim kloori voi syövyttää jopa kultaa
  • Jännitesarjassa metallit järjestetään reaktiivisuuden mukaan epäjaloimmasta jaloimpaan
    • Vety (epämetalli) sijoitetaan epäjalojen ja jalojen metallien väliin

Hapettumisreaktio

Ⓔ Li → Li+ + e
Ⓔ Mg → Mg2+ + 2e

  • Metalliatomit luovuttavat reaktioissa ulkoelektroneja ja ionisoituvat
  • Tätä sanotaan hapettumiseksi
  • Metallin rakenne katoaa ja se liukenee tai muodostaa jonkin yhdisteen
  • Mitä epäjalompi metalli, sen helpommin se hapettuu

Pelkistymisreaktio

Ⓔ Li+ + e → Li
Ⓔ Mg2+ + 2e → Mg

  • Pelkistyminen on hapettumisen vastakohta
  • Metalli-ioni ottaa vastaan elektroneja ja muuttuu takaisin atomiksi
  • Tuloksena kiinteää puhdasta metallia
  • Mitä jalompi metalli, sen helpommin se pelkistyy

Hapettumis-pelkistymisreaktio

Ⓔ Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu
Ⓔ Mg2+ + 2 Li → Mg + 2 Li+

  • Kaksi metallia reagoi keskenään
  • Epäjalompi metalleista hapettuu, jalompi pelkistyy
  • Joten aluksi:
    • Jalompi metalleista on ioneina (liuoksena), jotta se voi pelkistyä
    • Epäjalompi metalleista on atomeina (kiinteää), jotta se voi hapettua
  • Toisin päin reaktio ei voi edetä
Ⓔ Reaktio Cu + Mg2+ → Cu2+ + Mg ei siis ole mahdollinen, koska kupari on jalompi kuin magnesium.