Metale należą do substancji obdarzonych wybitną skłonnością do występowania w stanie krystalicznym. Nie udało się dotychczas otrzymać żadnego metalu w stanie szklistym, bezpostaciowym. Przechodząc ze stanu ciekłego w stan stały, metale rzadko tworzą pojedyncze kryształy o większych wymiarach, ograniczone regularnymi płaszczyznami.
Podobnie jak poszczególne metale, tak i układy redukcyjno-oksy- dacyjne mogą być ułożone w szereg według wzrastających potencjałów normalnych (tabl. 64).
Wysokość potencjału normalnego układu redoksowego służyć może jako miara jego własności utleniających albo redukcyjnych: im wyższy potencjał, tym silniejszy utleniacz odwrotnie, im niższa wartość potencjału, tym silniejszy reduktor. Położenie układu redoksowego w szeregu pozwala więc przewidzieć kierunek reakcji, jaka nastąpi, gdy dwa takie układy zetkną się ze sobą w roztworze. Tak np reakcja 2 Fe3+ + Sna+ 2 Fea+ + Sn4+ przebiegać będzie w kierunku z lewa na prawo, gdyż potencjał Fe2+/Fe3+ jest wyższy od potencjału Sn2i7Sn4+.
Jak już zaznaczono, potencjał redoksowy zależy od stosunku stężeń obu stopni utlenienia pierwiastka. W przypadku gdy do równania ste- chiometrycznego reakcji wchodzą jony wodorowe (jak np. w układach Mn2+/MnO lub Cr3+/Cr2C>7-), potencjał ten zależny jest też od pH roztworu. Zmieniając stężenia jonów w roztworze można w pewnych granicach regulować wysokość potencjału redukcyjno-oksydacyjnego. Tak np. potencjał cechujący układ Mn2+ + 4H20 MnO + 8H+ silnie wzrasta ze wzrostem kwasowości roztworu, dodatek natomiast jonów Mn2+ powoduje jego obniżenie. Zmiana środowiska pozwala więc w niektórych przypadkach zmieniać kierunek reakcji utleniania-redukcji.
Tylko nieliczne metale, przede wszystkim tzw. szlachetne, wyróżniające się swoją biernością chemiczną, jak złoto, srebro oraz metale z grupy platynowców, występują w przyrodzie w stanie rodzimym, najczęściej zresztą w mieszaninie ze sobą i innymi metalami. Znacznie rzadziej spotyka się w stanie rodzimym inne metale, jak miedź, rtęć, żelazo i nikiel (dwa ostatnie głównie w meteorytach). Pierwiastki metaliczne występują zazwyczaj w postaci różnych związków chemicznych, zwanych pospolicie rudami, z których muszą być wydzielone przez odpowiednie przemiany, zależne od rodzaju metalu i charakteru związku. Nauka o metodach otrzymywania metali oraz ich dalszej obróbki nosi nazwę metalurgii. Metody najczęściej stosowane do wyodrębniania metali są następujące.
Tlenki metali ciężkich, jak miedzi, cynku, cyny, ołowiu, niklu, kobaltu, a przede wszystkim żelaza, poddaje się redukcji węglem. Siarczki i węglany tych metali przekształca się uprzednio drogą prażenia w tlenki i te dopiero poddaje się redukcji. Właściwym czynnikiem redukującym jest tu często nie sam węgiel, lecz powstający z niego przez częściowe spalanie CO.
Leave a reply