Re: Wypiera wodór czy z nim reaguje, dlaczego?
Takie równania obrazują jedynie stechiometrię reakcji w
danych warunkach. Często takie waunki nie są podane
explicate i wymaga to jakiejś dodatkowej wiedzy.
Pełniejsze równanie to np. Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g)
Jeszcze inny wariant , jeszcze bardziej oddający sedno reakcji : Fe(s) + 2 H3O(+)(aq) → Fe(2+)(aq) + H2(g) +H2O(=H2O(aq), ale to już masło maślane)
Z tego wynika że reakcja prowadzona jest w r-rze wodnym i w reakcji uczestniczą solwatowane jony - czego nie można wydedukować z oryginalnego zapisu !
Niestety to częsty mankament we wczesnych etapach chemicznej edukacji i może być frustrujący dla co bardziej dociekliwych (ale dobrze że tacy są).
Co do systemu H2SO4-Fe-H2O, jest tak:
Do około 25% H2SO4 szybkość rozpuszczania Fe prawie monotonicznie rośnie, powyżej 25% zaczyna monotonicznie spadać i osiąga praktycznie zero powyże 65% (pasywacja). To się tyczy warunków "pokojowych".
W temperaturach > 150 C warstwa pasywacyjna zostaje zniszczona i żelazo zaczyna reagować ze stężonym H2SO4 (nawet 100%) w/g równania:
2Fe + 6H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + 6SO2 + 6H2O (produktami ubocznymi jest H2S oraz S)
Jaki jest mechanizm tej reakcji i jakie są etapy - trudno powiedzieć. Stężony i gorący H2SO4 jest mieszaniną rozmaitych solwatowanych i niesolwatowanych indywiduów chemicznych , będących w równowadze. Czy produktem pośrednim jest FeSO4 ? Może tak, a może nie, ale Fe2(SO4)3 można otrzymać podczas gotowania FeSO4 ze stężonym H2SO4.
Gorący stężony H2SO4 jest dość silnym utleniaczem i o ile pamiętam, rozpuszcza nawet złoto.
PS 1. potencjały red-ox nie mają zastosowania w przypadku reakcji 2Fe + 6H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + 6SO2 + 6H2O ponieważ jest to reakcja nieodwracalna i najprawdopodobniej nie jest jonowa, w dodatku trudno zaklasyfikować ją jako reakcję w r-rze wodnym.
PS 2. Fe2(SO4)3 jest biały i nierozpuszczalny w H2SO4
PS 3. to wszystko można sobie znaleźć w literaturze trochę bardziej zaawansowanej niż Sękowski (Mellor, Durrant & Durrant, publikacje, raporty itp itd)