¿Cómo se determina la serie de reactividad?

De Wikipedia: serie Reactividad
Definiendo reacciones
No existe una forma única y totalmente coherente de definir la serie de reactividad, pero es común utilizar los tres tipos de reacción enumerados a continuación, muchos de los cuales pueden realizarse en un laboratorio de la escuela secundaria (al menos como demostraciones). [ Cita requerida ]

  • Reacción con agua y ácidos.

Los metales más reactivos, como el sodio, reaccionarán con agua fría para producir hidrógeno y el hidróxido metálico:
2 Na (s) + 2 H2O (l) → 2 NaOH (ac) + H2 (g)
Los metales en el medio de la serie de reactividad, como el hierro, reaccionarán con ácidos como el ácido sulfúrico (pero no con agua a temperaturas normales) para dar hidrógeno y una sal metálica, como el sulfato de hierro (II):
Fe (s) + H2SO4 (l) → FeSO4 (aq) + H2 (g)
Existe cierta ambigüedad en los límites entre los grupos. El magnesio, el aluminio y el zinc pueden reaccionar con el agua, pero la reacción suele ser muy lenta a menos que las muestras de metal estén especialmente preparadas para eliminar la capa superficial de óxido que protege el resto del metal. El cobre y la plata reaccionarán con ácido nítrico; pero debido a que el ácido nítrico es un ácido oxidante, el agente oxidante no es el ion H + como en los ácidos normales, sino el ion NO3−.

  • Reacciones de desplazamiento único

Un clavo de hierro colocado en una solución de sulfato de cobre cambiará rápidamente de color a medida que se deposita cobre metálico y el hierro se convierte en sulfato de hierro (II):
Fe (s) + CuSO4 (aq) → Cu (s) + FeSO4 (aq)
En general, un metal puede desplazar cualquiera de los metales que son más bajos en la serie de reactividad: el metal más alto reduce los iones del metal más bajo. Esto se usa en la reacción de termita para preparar pequeñas cantidades de hierro metálico, y en el proceso de Kroll para preparar titanio (el Ti tiene aproximadamente el mismo nivel que el Al en la serie de reactividad). Por ejemplo, el aluminio reducirá el óxido de hierro (III) a hierro, convirtiéndose en óxido de aluminio en el proceso:
Al (s) + Fe2O3 (s) → Fe (s) + Al2O3 (s)
De manera similar, el magnesio se puede usar para extraer titanio del tetracloruro de titanio, formando cloruro de magnesio en el proceso:
2 Mg (s) + TiCl4 (l) → Ti (s) + 2 MgCl2 (s)
Sin embargo, pueden entrar en juego otros factores, como la preparación de potasio metálico mediante la reducción de cloruro de potasio con sodio a 850 ° C. Aunque el sodio es más bajo que el potasio en la serie de reactividad, la reacción puede continuar porque el potasio es más volátil y se elimina por destilación de la mezcla.
Na (g) + KCl (l) → K (g) + NaCl (l)

Se determina reemplazando un ion por otro en soluciones con agua o ácidos. Las reacciones irán cuesta abajo hacia los metales de menor energía, por lo que los iones de potasio reaccionan con agua o ácidos suaves, pero el oro y el platino solo reaccionan con ácidos muy fuertes, como el agua regia, una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico.

La energía de la reacción depende de la energía que se necesita para levantar los electrones de valencia externa de sus capas. Las capas de valencia de los metales muy reactivos no están completamente pobladas, por lo que abandonan sus electrones fácilmente. El metal noble, como el oro, tiene una capa externa completa de electrones y no necesita donar electrones.

El carbono se incluye como referencia neutral, pero reacciona con el hierro fundido.

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