Σελίδα 14 από 31

5ο ΘΕΜΑ: Χημική δραστηριότητα των στοιχείων

Πειράματα

1. Γεμίστε ένα μπαλόνι ΅ε υδρογόνο

2. Ας "βάψουμε" το σίδηρο ΅ε χαλκό (Επιχάλκωση)

Ε. Χημική δραστηριότητα των στοιχείων

Η πιο γνωστή ταξινόμηση των στοιχείων είναι αυτή του περιοδικού συστήματος (Π.Σ.). Στο Π.Σ. τα διάφορα χημικά στοιχεία είναι τοποθετημένα κατά αύξοντα ατομικό αριθμό (Αριθμός πρωτονίων και νετρονίων), σχηματίζοντας στήλες (ΟΜΑΔΕΣ) και γραμμές (ΠΕΡΙΟΔΟΙ). Κοινό χαρακτηριστικό των στοιχείων της ίδιας ομάδας είναι ότι έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στιβάδα, ενώ κοινό γνώρισμα των στοιχείων της ίδιας περιόδου είναι ότι έχουν τον ίδιο αριθμό στιβάδων ΅ε ηλεκτρόνια.
Τα χημικά στοιχεία μπορούν να ταξινομηθούν και ΅ε διαφόρους άλλους τρόπους. Έτσι ανάλογα ΅ε το αν έχουν τη τάση να παραχωρούν, ή να δέχονται ηλεκτρόνια όταν αντιδρούν ΅ε άλλα στοιχεία μπορούμε να τα κατατάξουμε σε δύο κατηγορίες. Στα ηλεκτραρνητικά που έχουν τάση να δέχονται και στα ηλεκτροθετικά που έχουν τάση να παραχωρούν ηλεκτρόνια. Τα στοιχεία κάθε κατηγορίας δεν ανταλλάσσουν τα ηλεκτρόνιά τους ΅ε την ίδια ευκολία. Όσο πιο εύκολα δίνει ή παίρνει ηλεκτρόνια ένα στοιχείο τόσο μεγαλύτερη δραστικότητα θα εμφανίζει. Με το τρόπο αυτό τα στοιχεία κάθε ομάδας τοποθετούνται σε μια σειρά δραστικότητας (βλέπε παρακάτω πίνακα).
ΣΕΙΡΑ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΘΕΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
Κ> Ba>Ca> Na> Mg>AI>Zn> Fe>Sn> H>Cu> Hg>Ag> Pt>Au
ΣΕΙΡΑ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΗΛΕΚΤΡΑΡΝΗΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ F>O>N,CI>Br>J,S
Από τους πίνακες αυτούς μπορούμε να βγάλουμε αρκετά χρήσιμα συμπεράσματα. Έτσι τα ηλεκτροθετικά στοιχεία που είναι δραστικότερα του υδρογόνου μπορούν να αντικαταστήσουν το "ασθενέστερο" υδρογόνο από κάποιο οξύ και να πάρουν τη θέση του οδηγώντας έτσι στο σχηματισμό κάποιου άλατος. Επίσης οποιοδήποτε δραστικότερο στοιχείο αντικαθιστά στα άλατα κάποιο λιγότερο δραστικό του (βλέπε πειράματα που ακολουθούν).

Πείραμα 1: Γεμίστε ένα μπαλόνι ΅ε υδρογόνο

Υλικά: Ένα μπουκάλι "άκουα-φόρτε" (πουλιέται στα super markets σαν απολυμαντικό WC), ρινίσματα σιδήρου, ένα μπουκάλι ΅πύρας, ένα μπαλόνι ένα χρυσό αντικείμενο, ένα ποτήρι.

Εκτέλεση: Φουσκώνουμε μια, δυο φορές το μπαλόνι για να μαλακώσει.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Το υδρογόνο είναι εύφλεκτο. Καλά θα κάνετε να ΅ην επιχειρήσετε το πείραμα ΅ε εστίες φωτιάς τριγύρω.
Και τώρα ΅η διστάζετε. Ρίξτε το χρυσό δακτυλίδι σας στο άλλο ποτήρι ΅ε το οξύ. Δεν πρόκειται να πάθει τίποτε. (Θα πάθουν όμως τα δάκτυλά σας αν προσπαθήσετε να το βγάλετε δίχως λαβίδα μέσα από το οξύ).

Συμπεραίνουμε: Τα Οξέα προσβάλλουν πολλά μέταλλα και ελευθερώνουν υδρογόνο που είναι ελαφρύτερο από τον αέρα. Αντίθετα τα "πολύτιμα" μέταλλα όπως ο χρυσός, ο λευκόχρυσος κλπ. δεν προσβάλλονται τόσο από τα συνήθη οξέα.

Πείραμα 2: Ας "βάψουμε" το σίδηρο ΅ε χαλκό (Επιχάλκωση)

Υλικά: Ένα ποτηράκι ή δοκιμαστικός σωλήνας, λίγοι κρύσταλλοι θειικού χαλκού (γαλαζόπετρας), ένα σιδερένιο καρφί.

Εκτέλεση: Διαλύουμε τη γαλαζόπετρα σε νερό και στο διάλυμα τοποθετούμε το καρφί , έτσι ώστε να βυθίζεται μέχρι τη μέση του. Μετά από πέντε-δέκα λεπτά της ώρας θα παρατηρήσουμε ότι το τμήμα του καρφιού που ήταν βυθισμένο έχει αποκτήσει το καφετί χρώμα του χαλκού. Συγχρόνως το διάλυμα αρχίζει να παίρνει ένα πρασινωπό χρώμα που οφείλεται στο νέο αλάτι που σχηματίσθηκε. Στο πείραμα αυτό έγινε μια αντικατάσταση του χαλκού στο διάλυμα από το πιο ισχυρό χημικά σίδηρο, ενώ ο χαλκός που ελευθερώθηκε επικάθισε πάνω στο καρφί.

Το φαινόμενο αυτό περιγράφεται από τη χημική εξίσωση:
Fe + CuSΟ4 > FeSΟ4 + Cu

Συμπεραίνουμε : Πολλές φορές στη χημεία, όπως και στη ζωή, επικρατεί το "δίκιο του ισχυρότερου", δηλαδή τα πιο ισχυρά στοιχεία να διώχνουν τα ασθενέστερα από τις ενώσεις τους.