راهنمایی کوتاه: این سوال درباره سری الکتروشیمیایی فلزات و واکنشهای جابجایی است که با آزاد شدن گرما همراه هستند.
گامبهگام:
- ۱) ابتدا سری الکتروشیمیایی داده شده را مرتب میکنیم: Mg > Zn < Co > Sn. این نشان میدهد که منیزیم (Mg) فعالترین فلز است و قلع (Sn) کمترین فعالیت را دارد.
- ۲) برای اینکه یک فلز بتواند با محلول نمک فلز دیگر واکنش دهد (واکنش جابجایی)، باید در سری الکتروشیمیایی بالاتر از آن فلز قرار گیرد (فعالتر باشد).
- ۳) هرچه اختلاف پتانسیل بین دو فلز بیشتر باشد، واکنش شدیدتر و گرمای بیشتری آزاد میشود.
- ۴) در بین فلزات داده شده، منیزیم (Mg) فعالترین است. اگر آن را در محلول نمک فلزی قرار دهیم که در سری پایینتر است (مثلاً قلع)، واکنش بسیار شدید خواهد بود.
- ۵) اما باید توجه کرد که منیزیم با آب هم واکنش میدهد. در این سوال، احتمالاً منظور محلول آبی نمک یک فلز دیگر است.
- ۶) بنابراین، گرمترین محلول زمانی ایجاد میشود که فعالترین فلز (Mg) را در محلول نمک کمفعالترین فلز (مثلاً Sn) قرار دهیم، زیرا اختلاف پتانسیل و انرژی آزاد شده بیشینه است.
پاسخ نهایی: قرار دادن تیغه منیزیم (Mg) در محلول نمک قلع (Sn) — مثلاً SnCl₂ — داغترین محلول را ایجاد خواهد کرد. زیرا منیزیم فعالترین فلز و قلع کمفعالترین فلز در سری داده شده است و اختلاف پتانسیل بین آنها بیشینه است. این واکنش جابجایی شدید بوده و گرمای زیادی آزاد میکند.
مثال مشابه: اگر تیغه روی (Zn) را در محلول سولفات مس (CuSO₄) قرار دهیم، چون روی فعالتر از مس است، مس رسوب میکند و محلول گرم میشود. اما گرمای آن کمتر از واکنش منیزیم با نمک قلع خواهد بود.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: درباره سری الکتروشیمیایی فلزات و پتانسیل کاهش استاندارد آنها مطالعه کن. هرچه پتانسیل کاهش منفیتر باشد، فلز فعالتر است و تمایل بیشتری به اکسید شدن دارد.
یادآوری ایمنی: واکنش برخی فلزات فعال (مانند منیزیم) با آب یا اسیدها میتواند شدید و همراه با پاشش باشد. این آزمایشها فقط باید تحت نظارت معلم و با رعایت نکات ایمنی انجام شوند.
