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، سپس روی (Zn)، بعد کبالت (Co) و در نهایت قلع (Sn) کمفعالترین است.
- ۲) برای ایجاد داغترین محلول، باید فلزی را انتخاب کنیم که با محلول واکنش دهد و بیشترین انرژی (گرما) آزاد کند.
- ۳) واکنش زمانی رخ میدهد که فلز فعالتر، یون فلز کمفعالتر را از محلولش خارج کند (واکنش جابجایی). مثلاً منیزیم میتواند یونهای روی، کبالت یا قلع را جابجا کند.
- ۴) هرچه اختلاف فعالیت بین فلز و یون فلز در محلول بیشتر باشد، واکنش شدیدتر و گرمای بیشتری تولید میشود.
- ۵) در بین گزینهها، منیزیم فعالترین فلز است. اگر آن را در محلول حاوی یون قلع (Sn) قرار دهیم، چون قلع کمفعالترین است، اختلاف فعالیت بسیار زیاد خواهد بود.
- ۶) بنابراین: تیغه منیزیم (Mg) در محلول نمک قلع (مثلاً SnCl₂) داغترین محلول را ایجاد میکند.
پاسخ نهایی: تیغه منیزیم (Mg) در محلول حاوی یونهای قلع (مثل Sn²⁺). زیرا منیزیم فعالترین فلز و قلع کمفعالترین است و اختلاف پتانسیل استاندارد کاهش بین آنها زیاد است، در نتیجه واکنش جابجایی به شدت انجام شده و گرمای زیادی آزاد میکند.
مثال مشابه: اگر روی (Zn) را در محلول مس (Cu²⁺) قرار دهیم، واکنش داده و محلول گرم میشود، چون روی از مس فعالتر است. اما گرمای آن کمتر از واکنش منیزیم با محلول قلع خواهد بود.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: درباره سری الکتروشیمیایی فلزات و پتانسیل استاندارد کاهش مطالعه کن. هرچه پتانسیل کاهش منفیتر باشد، فلز فعالتر است و تمایل بیشتری به اکسید شدن دارد.
یادآوری ایمنی: در آزمایشگاه، واکنشهای شدید فلزات فعال با اسیدها یا نمکها میتواند خطرناک باشد و باید با تجهیزات ایمنی انجام شود.
