Classification des métaux par réactivité – un métal dans une solution
SciencesRéactions chimiques14–15 ansLaboratoire virtuel
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À suivre dans Réactions chimiques
Choisissez un métal de la série de réactivité — K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au — et une solution : HCl ou H₂SO₄ dilué, les sels CuSO₄, AgNO₃, FeSO₄, ZnSO₄, ou de l'eau. Plongez le métal dans le tube à essai et observez des bulles de H₂, un dépôt de métal sur la lame, un changement de couleur de la solution ou aucune réaction — exactement comme le prévoit la position de chaque métal dans la série. L'équation chimique équilibrée et l'explication se mettent à jour au fil des essais.
Leçon : Série de réactivité des métaux ; propriétés générales des métaux
Ce qu’elle montre
La série de réactivité classe les métaux selon leur facilité à former des ions positifs : K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au. Un métal placé avant l'hydrogène déplace l'hydrogène des acides dilués, et un métal déplace tout métal moins réactif de la solution de son sel, comme dans Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Les métaux situés après l'hydrogène ne réagissent pas avec HCl ou H₂SO₄ dilués. K, Na et Ca réagissent avec l'eau à température ambiante : dans une solution saline, ils réagissent d'abord avec l'eau et il se forme un précipité d'hydroxyde au lieu d'un dépôt de métal.
Mode d’emploi
Demandez aux élèves de prévoir le résultat avant chaque essai. Touchez un métal dans la série et une case de solution, cliquez sur Plonger le métal, puis comparez les observations et l'équation équilibrée avec la prévision. Enchaînez des couples comme Zn dans HCl, Cu dans HCl, Cu dans AgNO₃ et Fe dans CuSO₄, puis essayez Na dans CuSO₄. Augmentez la Concentration de la solution pour accélérer le dégagement gazeux, et cliquez sur Réinitialiser pour refaire un essai.
Paramètres modifiables
- Métal Potassium (K), Sodium (Na), Calcium (Ca), Magnésium (Mg), Aluminium (Al), Zinc (Zn), Fer (Fe), Plomb (Pb), Cuivre (Cu), Argent (Ag), Or (Au)
- Solution Acide chlorhydrique HCl, Acide sulfurique dilué H₂SO₄, Sulfate de cuivre(II) CuSO₄, Nitrate d'argent AgNO₃, Sulfate de fer(II) FeSO₄, Sulfate de zinc ZnSO₄, Eau (H₂O)
- Concentration de la solution 0,1–2 mol/L
- Afficher la série de réactivité
Questions à explorer
- Pourquoi le cuivre ne réagit-il pas avec HCl dilué alors qu'il déplace l'argent d'une solution d'AgNO₃ ?
- Qu'observe-t-on en plongeant du zinc dans une solution de FeSO₄, puis du fer dans une solution de ZnSO₄ ?
- Pourquoi le sodium plongé dans une solution de CuSO₄ donne-t-il un précipité plutôt qu'un dépôt de cuivre ?
Questions fréquentes
Comment prévoir une réaction de déplacement entre métaux ?
Un métal déplace un autre métal de la solution de son sel seulement s'il est plus réactif, donc placé avant lui dans la série de réactivité. Le zinc précède le cuivre : Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu se produit et le cuivre se dépose sur le zinc, alors que le cuivre ne réagit pas dans ZnSO₄. K, Na et Ca font exception, car ils réagissent d'abord avec l'eau.
Quels métaux réagissent avec les acides dilués ?
Les métaux placés avant l'hydrogène dans la série de réactivité réagissent avec HCl ou H₂SO₄ dilués en donnant un sel et du dihydrogène, comme dans Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Le cuivre, l'argent et l'or, situés après l'hydrogène, ne réagissent pas. Plus le métal est loin de l'hydrogène, plus la réaction est vive, et un acide plus concentré accélère aussi le dégagement gazeux.
Pourquoi la solution bleue de sulfate de cuivre change-t-elle de couleur avec du fer ?
La solution bleue de sulfate de cuivre change de couleur parce que le fer déplace le cuivre : les ions Cu²⁺, bleus, sont remplacés par des ions Fe²⁺, vert pâle. Les atomes de fer perdent des électrons et les ions cuivre les gagnent : Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu. En même temps, du cuivre rouge se dépose sur le fer et le bleu s'atténue.
