Elektrochemická řada napětí kovů
    (Beketovova řada kovů)

Sestavíme-li řadu kovů podle rostoucích hodnot standardních elektrodových potenciálů, dostáváme řadu napětí kovů.

Protože z umístění kovu v řadě napětí lze vyvodit jeho chování v redoxních reakcích, je užitečné tuto řadu aspoň pro nejvýznamnější kovy znát zpaměti. Její zapamatování není s mnemotechnickou pomůckou problém.

Neúplná řada napětí kovů:
Li  K  Ba  Sr  Ca  Na  Mg  Al  Mn  Zn  Cr  Fe  Co  Ni  Sn  Pb   H   Cu Ag Hg Pt Au

Citlivé povahy nechť prominou použití expresivních výrazů, které zde plní neocenitelnou službu při zapamatování si této řady 22 kovů setříděných podle rostoucí ušlechtilosti.

Mnemotechnickou pomůckou je popis události z bouřlivého večírku:

Lída Karasová Bruta´lně Sežraná Ca´kla Na Magnetofon Alkoholu Mnoho Značky Citrusový Fernet Co s Nim Snad Poběží. HovnoCuc Argumentuje Hygienou Platinového Automobilu.

• Kovy v řadě jsou seřazeny podle stoupajících hodnot standardních elektrodových potenciálů.

• Kovy stojící v řadě nalevo od vodíku se nazývají kovy neušlechtilé, kovy stojící napravo jsou kovy ušlechtilé.

• Li   K   Ba   Sr   Ca   Na   Mg   Al   Mn   Zn   Cr   Fe   Co   Ni   Sn   Pb  H  Cu   Ag   Hg   Pt   Au

  Obr. 1: Porovnání hodnot standardních redoxních potenciálů některých kovů

   

• Neušlechtilé kovy mají E⁰ < 0, snadno tvoří kationty, např. E⁰ (Na⁺/Na) = –2,714 V.

• Ušlechtilé kovy mají E⁰ > 0, např. E⁰ (Au³⁺/Au) = +1,420 V.

• Redukční schopnosti prvků klesají v řadě směrem zleva doprava.

• Prvek stojící v řadě vlevo působí jako redukční činidlo na ionty prvků stojících od něj napravo.

• To znamená, že kovy stojicí v řadě více vlevo mohou vytěsnit kovy stojící od nich napravo z roztoků jejich iontů.
  Například:

  iontový zápis:	Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
  úplný zápis:	Fe(s) + CuSO4 (aq) → FeSO4 (aq) + Cu(s)
  iontový zápis:	Zn + Pb2+ → Zn2+ + Pb
  úplný zápis:	Zn(s) + Pb(NO3)2 (aq) → Zn(NO3)2 (aq) + Pb(s)
  iontový zápis:	Cu + 2 Ag+ → Cu2+ + 2 Ag
  úplný zápis:	Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu(NO3)2 (aq) + 2 Ag(s)

• Pouze kovy, které jsou od vodíku nalevo, jsou schopny jej vytěsnit z kyselin.
  2 Na + H₂O → H₂ + 2 NaOH
  Zn + 2 HCl → H₂ + ZnCl₂
  2 Al + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂

• Kationty kovů stojících od vodíku napravo mají schopnost zoxidovat vodík.
   Vodík redukuje kationty ušlechtilých kovů na elementární kov:
  CuO + H₂ → Cu + H₂O

• Zleva doprava klesá reaktivita kovů vůči vodě a kyselinám:
  Li   K   Ba   Sr   Ca   Na   Mg   Al   Mn   Zn   Cr   Fe   Co   Ni   Sn   Pb  H  Cu   Ag   Hg   Pt   Au
  – Od lithia po sodík reagují s vodou za studena za vzniku vodíku a příslušného hydroxidu, 
     např. sodík reaguje prudce: 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂.
  – Od hořčíku po železo reagují s vodní párou za vzniku vodíku a hydroxidů nebo oxidů kovů,  
      např.:

  hořčík	Mg + 2 H2O → Mg(OH)2 + H2
  mangan	Mn + 2 H2O → Mn(OH)2 + H2
  chrom	2 Cr + 3 H2O → Cr2O3 + 3 H2

  
  – S neoxidujícími kyselinami reagují všechny neušlechtilé kovy na vodík a sůl dané kyseliny.
  – Kobalt a nikl se ve zředěných kyselinách rozpouštějí jen neochotně a pomalu, v koncetrované HNO₃ se pasivují.
  – Cín se ochotně rozpouští v koncentrované HCl za přítomnosti malého množství oxidačních činidel (HNO₃, H₂O₂).
  – Olovo se dobře rozpouští v kyselině dusičné HNO₃, ale v koncentrované kyselině sírové se pasivuje.  

• Ušlechtilé kovy reagují pouze s kyselinami se silnými oxidačními účinky,
  např.
  Cu, Ag, Hg reagují s HNO₃ nebo s H₂SO₄, ale zlato ani platina s těmito kyselinami nereagují.
  Au a Pt reagují s lučavkou královskou. 
  
  Ušlechtilé kovy nemohou vyredukovat z kyselin vodík, ale reagovat s kyselinami s oxidačními účinky mohou.
  Například měď je koncentrovanou kyselinou dusičnou oxidována na měďnatou sůl a tím se kyselina dusičná redukuje na oxid dusičitý:
  Cu + 4 HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O.
  Průběh této reakce můžete sledovat z tohoto odkazu:

• Cu s kyselinou chlorovodíkovou nereaguje, protože HCl nemá oxidační účinky (chlor je ve svém nejnižším oxidačním stupni –I, a nemůže se proto již více redukovat)

Vyznačíme-li prvky z Beketovovy řady v periodické tabulce pomocí pořadových čísel, vidíme umístění kovů s největšími redukčními účinky i umístění ušlechtilých kovů.

Obr. 2: Umístění prvků Beketovovy řady v periodické tabulce prvků

Zdroje

• GREENWOOD; EARNSHAW. Chemie prvků. Praha: Informatorium, 1993, ISBN 80-85427-38-9.
• HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá gymnázia 2. díl. BrnDaTaPrintBrno, 1996, 256 s. ISBN 80-902200-4-5.  
• http://cs.wikipedia.org/wiki/George_de_Hevesy
• http://www.prvky.com

Obrázky

• Obr. 3: OCTAVIUM. http://cs.wikipedia.org/wiki/Nikolaj_Nikolajevi%C4%8D_Beketov [online]. [cit. 1.11.2014]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Nikolaj_Nikolajevi%C4%8D_Beketov#mediaviewer/File:Beketov01.jpg   
• Obr. 4: Autor neznámý. http://en.wikipedia.org/wiki/George_de_Hevesy [online]. [cit. 1.11.2014]. Dostupný na WWW: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/George_de_Hevesy.jpg/200px-George_de_Hevesy.jpg   

• Pokud není uvedeno jinak, autorem obrázků je Jaroslav Svatoň

Přílohy