ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ ΣΤΟ ΛΥΚΕΙΟ

Όλα τα μέταλλα έχουν την τάση να αποβάλλουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, σε διαφορετικό βέβαια βαθμό, και να μετατρέπονται σε κατιόντα.
Τα μέταλλα λοιπόν, λόγω αυτής της τάσης, μπορούν να χαρακτηριστούν ως αναγωγικά, δηλαδή προκαλούν αναγωγή ενώ τα ίδια οξειδώνονται.
Με βάση αυτή την αναγωγική τους ικανότητα κατατάσσονται σε μια σειρά αναγωγικής ισχύος που ονομάζεται ηλεκτροχημική σειρά και η οποία αποτελεί ταυτόχρονα και σειρά δραστικότητας.
Αυτή η σειρά είναι πολύ χρήσιμη για να μπορούμε να εκτιμήσουμε τη δραστικότητα των μετάλλων σε διάφορες χημικές και ηλεκτροχημικές αντιδράσεις.
Όπως φαίνεται και στον παρακάτω πίνακα, όσο πιο μπροστά, στην αρχή της σειράς, είναι ένα μέταλλο τόσο πιο ισχυρό αναγωγικό σώμα είναι, δηλαδή προκαλεί πιο έντονα αναγωγή ενώ το ίδιο οξειδώνεται.
Ενώ όσο πιο πίσω, προς το τέλος της σειράς, είναι ένα μέταλλο τόσο πιο ισχυρό οξειδωτικό σώμα είναι, δηλαδή προκαλεί πιο έντονα οξείδωση ενώ το ίδιο ανάγεται
Επίσης όσο πιο μπροστά, στην αρχή της σειράς, είναι ένα μέταλλο, τόσο δραστικότερο είναι και άρα μπορεί να αντικαταστήσει στις ενώσεις τους όλα τα μέταλλα που βρίσκονται μετά απ’ αυτό.

Πίνακας με την ηλεκτροχημική σειρά των μετάλλων:

Παράδειγμα 1:
Επίδραση μεταλλικού ελάσματος Cu σε υδατικό διάλυμα α) AgNO3 και β) Zn(NO3)2

Στην εικόνα (A) παρατηρούμε ένα έλασμα Cu βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα AgNO3. Ο Cu είναι πιο μπροστά στη σειρά δραστικότητας των μετάλλων από τον Ag και γι’ αυτό μπορεί να τον αντικαταστήσει στην ένωσή του (AgNO3). Αυτό σημαίνει ότι ο Cu σαν πιο αναγωγικό σώμα που είναι θα οξειδώνεται σύμφωνα με την αντίδραση:
Cu Cu2+ + 2e-
ενώ ο Ag σαν πιο οξειδωτικό σώμα που είναι θα ανάγεται σύμφωνα με την αντίδραση:
2Ag+ + 2e- 2Ag
Η συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση που συμβαίνει είναι η εξής:
Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag
Τα Cu2+ απελευθερώνονται στο διάλυμα δίνοντας ένα χαρακτηριστικό μπλε χρώμα σ’ αυτό, ενώ τα άτομα Ag δημιουργούν ασημένιους κρυστάλλους πάνω στο έλασμα του Cu. Το σαθρό αυτό πλέγμα απομακρύνεται εύκολα από το χάλκινο έλασμα και καταβυθίζεται όταν αναδεύσουμε το ποτήρι.
Στην εικόνα (B) παρατηρούμε ένα έλασμα Cu βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα Zn(NO3)2. Ο Cu είναι πιο πίσω στη σειρά δραστικότητας των μετάλλων από τον Zn και γι’ αυτό δεν μπορεί να τον αντικαταστήσει στην ένωσή του (Zn(NO3)2). Αυτός είναι ο λόγος που δεν παρατηρούμε καμία μεταβολή.

Παράδειγμα 2:
Επίδραση μεταλλικού ελάσματος Ζn σε υδατικό διάλυμα Cu(NO3)2

Στην εικόνα παρατηρούμε ένα έλασμα Zn βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα Cu(NO3)2. Ο Zn είναι πιο μπροστά στη σειρά δραστικότητας των μετάλλων από τον Cu και γι’ αυτό μπορεί να τον αντικαταστήσει στην ένωσή του (Cu(NO3)2). Αυτό σημαίνει ότι ο Zn σαν πιο αναγωγικό σώμα που είναι θα οξειδώνεται σύμφωνα με την αντίδραση:
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
ενώ ο Cu σαν πιο οξειδωτικό σώμα που είναι θα ανάγεται σύμφωνα με την αντίδραση:
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)
Η συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση που συμβαίνει είναι η εξής:
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
Μπορούμε επίσης να παρατηρήσουμε τον αποχρωματισμό του διαλύματος, εξ’ αιτίας της μείωσης των ιόντων Cu2+ στο διάλυμα.