Propriétés fondamentales de la chimie des métaux. Propriétés physiques des métaux

Les métaux varient considérablement dans leur activité chimique. L'activité chimique d'un métal peut être jugée approximativement par sa position dans.

Les métaux les plus actifs sont situés au début de cette rangée (à gauche), les moins actifs sont à la fin (à droite).
Réactions avec des substances simples. Les métaux réagissent avec les non-métaux pour former des composés binaires. Les conditions de réaction, et parfois leurs produits, varient considérablement selon les métaux.
Par exemple, les métaux alcalins réagissent activement avec l'oxygène (y compris dans l'air) à température ambiante pour former des oxydes et des peroxydes.

4Li + O2 = 2Li2O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

Les métaux d'activité moyenne réagissent avec l'oxygène lorsqu'ils sont chauffés. Dans ce cas, des oxydes se forment :

2Mg + O2 = t2MgO.

Les métaux peu actifs (par exemple l'or, le platine) ne réagissent pas avec l'oxygène et ne changent donc pratiquement pas leur éclat dans l'air.
La plupart des métaux, lorsqu'ils sont chauffés avec de la poudre de soufre, forment les sulfures correspondants :

Réactions avec des substances complexes. Les composés de toutes classes réagissent avec les métaux - oxydes (y compris l'eau), acides, bases et sels.
Les métaux actifs réagissent violemment avec l'eau à température ambiante :

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2;
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2.

La surface des métaux tels que le magnésium et l'aluminium est protégée par un film dense de l'oxyde correspondant. Cela empêche la réaction de se produire avec l’eau. Cependant, si ce film est retiré ou si son intégrité est perturbée, ces métaux réagissent également activement. Par exemple, le magnésium en poudre réagit avec l’eau chaude :

Mg + 2H 2 O = 100 °C Mg(OH) 2 + H 2.

A des températures élevées, des métaux moins actifs réagissent également avec l'eau : Zn, Fe, Mil, etc. Dans ce cas, les oxydes correspondants se forment. Par exemple, lorsque de la vapeur d’eau passe sur de la limaille de fer chaude, la réaction suivante se produit :

3Fe + 4H 2 O = t Fe 3 O 4 + 4H 2.

Les métaux de la série d'activités jusqu'à l'hydrogène réagissent avec les acides (sauf HNO 3) pour former des sels et de l'hydrogène. Les métaux actifs (K, Na, Ca, Mg) réagissent très violemment (à grande vitesse) avec les solutions acides :

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2;
2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Les métaux peu actifs sont souvent pratiquement insolubles dans les acides. Cela est dû à la formation d’un film de sel insoluble à leur surface. Par exemple, le plomb, qui est dans la série d'activités avant l'hydrogène, est pratiquement insoluble dans les acides sulfurique et chlorhydrique dilués en raison de la formation d'un film de sels insolubles (PbSO 4 et PbCl 2) à sa surface.

Propriétés réparatrices- ce sont les principales propriétés chimiques caractéristiques de tous les métaux. Ils se manifestent en interaction avec une grande variété d’agents oxydants, notamment des agents oxydants issus de l’environnement. De manière générale, l'interaction d'un métal avec des agents oxydants peut être exprimée par le schéma suivant :

Moi + Agent oxydant" Moi(+X),

Où (+X) est l'état d'oxydation positif de Me.

Exemples d'oxydation des métaux.

Fe + O 2 → Fe(+3) 4Fe + 3O 2 = 2 Fe 2 O 3

Ti + Je 2 → Ti(+4) Ti + 2Je 2 = TiJe 4

Zn + H + → Zn(+2) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

Propriétés des métaux.

1. Propriétés fondamentales des métaux.

Les propriétés des métaux sont divisées en propriétés physiques, chimiques, mécaniques et technologiques.

Les propriétés physiques comprennent : la couleur, la densité spécifique, la fusibilité, la conductivité électrique, les propriétés magnétiques, la conductivité thermique, la dilatation lorsqu'elle est chauffée.

Les propriétés chimiques comprennent l'oxydation, la solubilité et la résistance à la corrosion.

Mécanique - résistance, dureté, élasticité, viscosité, plasticité.

Les technologies incluent la trempabilité, la fluidité, la malléabilité, la soudabilité et l'usinabilité.

1. Propriétés physiques et chimiques.

Couleur. Les métaux sont opaques, c'est-à-dire ne laissez pas la lumière les traverser, et dans cette lumière réfléchie, chaque métal a sa propre teinte spéciale - la couleur.

Parmi les métaux techniques, seuls le cuivre (rouge) et ses alliages sont peints. La couleur des autres métaux va du gris acier au blanc argenté. Les films d'oxydes les plus fins à la surface des produits métalliques leur confèrent des couleurs supplémentaires.

Densité spécifique. Le poids d'un centimètre cube d'une substance, exprimé en grammes, est appelé densité.

En fonction de leur densité, on distingue les métaux légers et les métaux lourds. Parmi les métaux techniques, le plus léger est le magnésium (densité spécifique 1,74), le plus lourd est le tungstène (densité spécifique 19,3). La densité des métaux dépend dans une certaine mesure de la méthode de production et de transformation.

Fusibilité. La capacité de passer de l’état solide à l’état liquide lorsqu’il est chauffé est la propriété la plus importante des métaux. Lorsqu'ils sont chauffés, tous les métaux passent de l'état solide à l'état liquide, et lorsqu'un métal en fusion est refroidi, de l'état liquide à l'état solide. Le point de fusion des alliages techniques n’a pas un point de fusion spécifique, mais une plage de température, parfois assez importante.

Conductivité électrique. La conductivité électrique implique le transfert d'électricité par des électrons libres. La conductivité électrique des métaux est des milliers de fois supérieure à celle des corps non métalliques. À mesure que la température augmente, la conductivité électrique des métaux diminue et, à mesure qu'elle diminue, elle augmente. À l'approche du zéro absolu (- 273 0 C), la conductivité électrique des métaux infinis varie de +232 0 (étain) à 3370 0 (tungstène). La plupart augmentent (la résistance tombe à presque zéro).

La conductivité électrique des alliages est toujours inférieure à la conductivité électrique de l'un des composants qui composent les alliages.

Propriétés magnétiques. Seuls trois métaux sont clairement magnétiques (ferromagnétiques) : le fer, le nickel et le cobalt, ainsi que certains de leurs alliages. Lorsqu’ils sont chauffés à certaines températures, ces métaux perdent également leurs propriétés magnétiques. Certains alliages de fer ne sont pas ferromagnétiques, même à température ambiante. Tous les autres métaux sont divisés en paramagnétiques (attirés par les aimants) et diamagnétiques (repoussés par les aimants).

Conductivité thermique. La conductivité thermique est le transfert de chaleur dans un corps d'un endroit plus chauffé vers un endroit moins chauffé sans mouvement visible des particules de ce corps. La conductivité thermique élevée des métaux leur permet d'être chauffés et refroidis rapidement et uniformément.

Parmi les métaux techniques, le cuivre possède la conductivité thermique la plus élevée. La conductivité thermique du fer est beaucoup plus faible et celle de l'acier varie en fonction de la teneur en composants qu'il contient. À mesure que la température augmente, la conductivité thermique diminue et à mesure que la température diminue, elle augmente.

Capacité thermique. La capacité thermique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température corporelle de 1 0 .

La capacité thermique spécifique d'une substance est la quantité de chaleur en kilogrammes - calories qui doivent être transmises à 1 kg d'une substance afin d'augmenter sa température de 1 0.

La capacité thermique spécifique des métaux est faible par rapport à d’autres substances, ce qui rend relativement facile leur chauffage à des températures élevées.

Extensibilité lorsqu'il est chauffé. Le rapport de l'augmentation de la longueur d'un corps lorsqu'il est chauffé de 1 0 à sa longueur d'origine est appelé coefficient de dilatation linéaire. Pour différents métaux, le coefficient de dilatation linéaire varie considérablement. Par exemple, le tungstène a un coefficient de dilatation linéaire de 4,0·10 -6 et le plomb de 29,5·10 -6.

Résistance à la corrosion. La corrosion est la destruction d'un métal due à son interaction chimique ou électrochimique avec l'environnement extérieur. Un exemple de corrosion est la rouille du fer.

La haute résistance à la corrosion (résistance à la corrosion) est une propriété naturelle importante de certains métaux : le platine, l'or et l'argent, c'est pourquoi ils sont appelés nobles. Le nickel et les autres métaux non ferreux résistent également bien à la corrosion. Les métaux ferreux se corrodent plus fortement et plus rapidement que les métaux non ferreux.

2. Propriétés mécaniques.

Force. La force d’un métal est sa capacité à résister aux forces extérieures sans se briser.

Dureté. La dureté est la capacité d’un corps à résister à la pénétration d’un autre corps plus dur.

Élasticité. L'élasticité d'un métal est sa capacité à retrouver sa forme après la cessation de l'action de forces extérieures qui ont provoqué un changement de forme (déformation).

Viscosité. La ténacité est la capacité d'un métal à résister à des forces externes (d'impact) qui augmentent rapidement. La viscosité est la propriété opposée de la fragilité.

Plastique. La plasticité est la propriété d'un métal de se déformer sans destruction sous l'influence de forces extérieures et de conserver une nouvelle forme après la fin de la force. La plasticité est la propriété opposée de l'élasticité.

Dans le tableau 1 montre les propriétés des métaux techniques.

Tableau 1.

Propriétés des métaux techniques.

3. L'importance des propriétés des métaux.

Propriétés mécaniques. La première exigence pour tout produit est une résistance suffisante.

Les métaux ont une résistance plus élevée que les autres matériaux, c'est pourquoi les parties chargées des machines, des mécanismes et des structures sont généralement constituées de métaux.

De nombreux produits, en plus de la résistance générale, doivent également avoir des propriétés particulières caractéristiques du fonctionnement de ce produit. Par exemple, les outils de coupe doivent avoir une dureté élevée. Les aciers et alliages à outils sont utilisés pour la fabrication d’autres outils de coupe.

Pour la fabrication de ressorts et de ressorts, des aciers et alliages spéciaux à haute élasticité sont utilisés

Les métaux visqueux sont utilisés dans les cas où les pièces sont soumises à des chocs pendant le fonctionnement.

La plasticité des métaux permet de les traiter par pression (forgeage, laminage).

Propriétés physiques. Dans la construction aéronautique, automobile et automobile, le poids des pièces est souvent la caractéristique la plus importante, c'est pourquoi les alliages d'aluminium et surtout de magnésium sont ici irremplaçables. La résistance spécifique (le rapport entre la résistance à la traction et la densité spécifique) pour certains alliages, comme l'aluminium, est plus élevée que pour l'acier doux.

Fusibilité utilisé pour produire des pièces moulées en versant du métal en fusion dans des moules. Les métaux à faible point de fusion (par exemple le plomb) sont utilisés comme agent de trempe pour l'acier. Certains alliages complexes ont un point de fusion si bas qu’ils fondent dans l’eau chaude. De tels alliages sont utilisés pour couler des matrices typographiques et dans les dispositifs de protection contre les incendies.

Métaux à haute teneur conductivité électrique(cuivre, aluminium) sont utilisés en électrotechnique, pour la construction de lignes électriques, et les alliages à haute résistance électrique sont utilisés pour les lampes à incandescence et les appareils de chauffage électriques.

Propriétés magnétiques les métaux jouent un rôle primordial dans l'électrotechnique (dynamos, moteurs, transformateurs), dans les appareils de communication (appareils téléphoniques et télégraphiques) et sont utilisés dans de nombreux autres types de machines et d'appareils.

Conductivité thermique les métaux permettent de produire leurs propriétés physiques. La conductivité thermique est également utilisée dans le brasage et le soudage des métaux.

Certains alliages métalliques ont coefficient de dilatation linéaire, proche de zéro ; De tels alliages sont utilisés pour la fabrication d'instruments de précision et de tubes radio. La dilatation des métaux doit être prise en compte lors de la construction de structures longues telles que des ponts. Il faut également tenir compte du fait que deux pièces constituées de métaux ayant des coefficients de dilatation différents et fixées ensemble peuvent se plier et même se briser lorsqu'elles sont chauffées.

Propriétés chimiques. La résistance à la corrosion est particulièrement importante pour les produits fonctionnant dans des environnements fortement oxydants (grilles, pièces de machines et instruments chimiques). Pour obtenir une résistance élevée à la corrosion, des aciers spéciaux inoxydables, résistants aux acides et à la chaleur sont produits, et des revêtements de protection sont également utilisés.

En raison de la présence d’électrons libres (« gaz électronique ») dans le réseau cristallin, tous les métaux présentent les propriétés générales caractéristiques suivantes :

1) Plastique– la capacité de changer facilement de forme, de s’étirer en fil et de rouler en fines feuilles.

2) Brillance métallique et l'opacité. Cela est dû à l’interaction des électrons libres avec la lumière incidente sur le métal.

3) Conductivité électrique. Cela s'explique par le mouvement directionnel des électrons libres du pôle négatif vers le pôle positif sous l'influence d'une petite différence de potentiel. Lorsqu'elle est chauffée, la conductivité électrique diminue, car À mesure que la température augmente, les vibrations des atomes et des ions dans les nœuds du réseau cristallin s'intensifient, ce qui complique le mouvement directionnel du « gaz électronique ».

4) Conductivité thermique. Cela est dû à la grande mobilité des électrons libres, grâce à laquelle la température s'égalise rapidement sur la masse du métal. La conductivité thermique la plus élevée se trouve dans le bismuth et le mercure.

5) Dureté. Le plus dur est le chrome (coupe le verre) ; les métaux alcalins les plus mous - potassium, sodium, rubidium et césium - sont coupés au couteau.

6) Densité. Plus la masse atomique du métal est petite et plus le rayon de l'atome est grand, plus il est petit. Le plus léger est le lithium (ρ=0,53 g/cm3) ; le plus lourd est l'osmium (ρ=22,6 g/cm3). Les métaux ayant une densité inférieure à 5 g/cm3 sont considérés comme des « métaux légers ».

7) Points de fusion et d'ébullition. Le métal le plus fusible est le mercure (PF = -39°C), le métal le plus réfractaire est le tungstène (PF = 3390°C). Métaux avec température de fusion au-dessus de 1000°C sont considérés comme réfractaires, en dessous – à faible point de fusion.

Propriétés chimiques générales des métaux

Agents réducteurs forts : Me 0 – nē → Me n +

Un certain nombre de tensions caractérisent l'activité comparative des métaux dans les réactions redox en solutions aqueuses.

1. Réactions des métaux avec les non-métaux

1) Avec de l'oxygène :
2Mg + O2 → 2MgO

2) Avec du soufre :
Hg + S → HgS

3) Avec des halogènes :
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Avec de l'azote :
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Avec du phosphore :
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Avec l'hydrogène (seuls les métaux alcalins et alcalino-terreux réagissent) :
2Li + H2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

2. Réactions des métaux avec les acides

1) Les métaux de la série de tensions électrochimiques jusqu'à H réduisent les acides non oxydants en hydrogène :

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Avec les acides oxydants :

Lorsque l'acide nitrique de n'importe quelle concentration et l'acide sulfurique concentré interagissent avec des métaux L'hydrogène n'est jamais libéré !

Zn + 2H 2 SO 4(K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4(K) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (k) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3. Interaction des métaux avec l'eau

1) Actifs (métaux alcalins et alcalino-terreux) forment une base soluble (alcali) et de l'hydrogène :

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) Les métaux d'activité moyenne sont oxydés par l'eau lorsqu'ils sont chauffés en oxyde :

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Inactif (Au, Ag, Pt) - ne réagissez pas.

4. Déplacement des métaux moins actifs par des métaux plus actifs des solutions de leurs sels :

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

Dans l'industrie, ils n'utilisent souvent pas de métaux purs, mais des mélanges de ceux-ci - alliages, dans lequel les propriétés bénéfiques d'un métal sont complétées par les propriétés bénéfiques d'un autre. Ainsi, le cuivre a une faible dureté et ne convient pas à la fabrication de pièces de machines, tandis que les alliages de cuivre et de zinc ( laiton) sont déjà assez durs et sont largement utilisés en construction mécanique. L'aluminium a une ductilité élevée et une légèreté suffisante (faible densité), mais il est trop mou. Sur cette base, un alliage contenant du magnésium, du cuivre et du manganèse est préparé - le duralumin (duralumin), qui, sans perdre les propriétés bénéfiques de l'aluminium, acquiert une dureté élevée et devient adapté à la construction aéronautique. Les alliages de fer avec du carbone (et des additifs d'autres métaux) sont largement connus fonte Et acier.

Les métaux libres sont restaurateurs. Cependant, certains métaux ont une faible réactivité en raison du fait qu'ils sont recouverts d'un revêtement film d'oxyde superficiel, à des degrés divers, résistant aux réactifs chimiques tels que l'eau, les solutions d'acides et d'alcalis.

Par exemple, le plomb est toujours recouvert d'un film d'oxyde ; sa transition en solution nécessite non seulement une exposition à un réactif (par exemple, de l'acide nitrique dilué), mais également un chauffage. Le film d'oxyde sur l'aluminium empêche sa réaction avec l'eau, mais est détruit par les acides et les alcalis. Film d'oxyde lâche (rouiller), formé à la surface du fer dans l'air humide, n'interfère pas avec la poursuite de l'oxydation du fer.

Sous l'influence concentré des acides se forment sur les métaux durable film d'oxyde. Ce phénomène est appelé passivation. Alors, en concentré acide sulfurique les métaux tels que Be, Bi, Co, Fe, Mg et Nb sont passivés (et ne réagissent donc pas avec l'acide), et dans l'acide nitrique concentré - les métaux A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th et U.

Lorsqu'ils interagissent avec des agents oxydants dans des solutions acides, la plupart des métaux se transforment en cations dont la charge est déterminée par l'état d'oxydation stable d'un élément donné dans les composés (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ et Fe 3 +)

L'activité réductrice des métaux dans une solution acide est transmise par une série de contraintes. La plupart des métaux sont transférés en solution avec des acides chlorhydrique et sulfurique dilué, mais Cu, Ag et Hg - uniquement avec des acides sulfurique (concentré) et nitrique, et Pt et Au - avec de la « vodka regia ».

Corrosion des métaux

Une propriété chimique indésirable des métaux est leur corrosion, c'est-à-dire leur destruction active (oxydation) au contact de l'eau et sous l'influence de l'oxygène qui y est dissous. (corrosion par l'oxygène). Par exemple, la corrosion des produits en fer dans l'eau est largement connue, à la suite de laquelle de la rouille se forme et les produits s'effritent en poudre.

La corrosion des métaux se produit également dans l'eau en raison de la présence de gaz dissous CO 2 et SO 2 ; un environnement acide est créé et les cations H + sont déplacés par des métaux actifs sous forme d'hydrogène H 2 ( corrosion par l'hydrogène).

La zone de contact entre deux métaux différents peut être particulièrement corrosive ( corrosion de contact). Un couple galvanique se produit entre un métal, par exemple Fe, et un autre métal, par exemple Sn ou Cu, placé dans l'eau. Le flux d'électrons va du métal le plus actif, qui se trouve à gauche dans la série de tensions (Re), vers le métal le moins actif (Sn, Cu), et le métal le plus actif est détruit (corrodé).

C'est pour cette raison que la surface étamée des canettes (fer recouvert d'étain) rouille lorsqu'elle est stockée dans une atmosphère humide et manipulée avec négligence (le fer s'effondre rapidement après l'apparition même d'une petite rayure, permettant au fer d'entrer en contact avec l'humidité). Au contraire, la surface galvanisée d'un seau en fer ne rouille pas longtemps, car même s'il y a des rayures, ce n'est pas le fer qui se corrode, mais le zinc (un métal plus actif que le fer).

La résistance à la corrosion d'un métal donné augmente lorsqu'il est recouvert d'un métal plus actif ou lorsqu'il est fondu ; Ainsi, revêtir le fer de chrome ou fabriquer un alliage de fer et de chrome élimine la corrosion du fer. Fer chromé et acier contenant du chrome ( acier inoxydable), ont une résistance élevée à la corrosion.

La structure des atomes métalliques détermine non seulement les propriétés physiques caractéristiques des substances simples - les métaux, mais également leurs propriétés chimiques générales.

D'une grande diversité, toutes les réactions chimiques des métaux sont redox et ne peuvent être que de deux types : combinaison et substitution. Les métaux sont capables de donner des électrons lors de réactions chimiques, c'est-à-dire qu'ils sont des agents réducteurs et ne présentent qu'un état d'oxydation positif dans les composés résultants.

De manière générale, cela peut être exprimé par le schéma suivant :
Moi 0 – ne → Moi +n,
où Me est un métal - une substance simple, et Me 0+n est un métal, un élément chimique dans un composé.

Les métaux sont capables de donner leurs électrons de valence à des atomes non métalliques, des ions hydrogène et des ions d'autres métaux, et réagiront donc avec des non-métaux - substances simples, eau, acides, sels. Cependant, le pouvoir réducteur des métaux varie. La composition des produits de réaction des métaux avec diverses substances dépend de la capacité oxydante des substances et des conditions dans lesquelles la réaction se produit.

À haute température, la plupart des métaux brûlent dans l'oxygène :

2Mg + O2 = 2MgO

Seuls l'or, l'argent, le platine et certains autres métaux ne s'oxydent pas dans ces conditions.

De nombreux métaux réagissent avec les halogènes sans chauffage. Par exemple, la poudre d’aluminium, lorsqu’elle est mélangée à du brome, enflamme :

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Lorsque les métaux interagissent avec l’eau, des hydroxydes se forment dans certains cas. Dans des conditions normales, les métaux alcalins, ainsi que le calcium, le strontium et le baryum, interagissent très activement avec l'eau. Le schéma général de cette réaction ressemble à ceci :

Moi + HOH → Me(OH) n + H 2

D'autres métaux réagissent avec l'eau lorsqu'elle est chauffée : le magnésium lorsqu'elle bout, le fer dans la vapeur d'eau lorsqu'elle bout en rouge. Dans ces cas, des oxydes métalliques sont obtenus.

Si un métal réagit avec un acide, il fait partie du sel résultant. Lorsqu'un métal interagit avec des solutions acides, il peut être oxydé par les ions hydrogène présents dans la solution. L'équation ionique abrégée peut s'écrire sous la forme générale comme suit :

Moi + nH + → Moi n + + H 2

Les anions des acides contenant de l'oxygène, tels que les acides sulfurique et nitrique concentrés, ont des propriétés oxydantes plus fortes que les ions hydrogène. Par conséquent, les métaux qui ne peuvent pas être oxydés par les ions hydrogène, par exemple le cuivre et l'argent, réagissent avec ces acides.

Lorsque les métaux interagissent avec les sels, une réaction de substitution se produit : les électrons des atomes du métal remplaçant – le plus actif – passent aux ions du métal remplacé – le moins actif. Ensuite, le réseau remplace le métal par du métal dans les sels. Ces réactions ne sont pas réversibles : si le métal A déplace le métal B de la solution saline, alors le métal B ne déplacera pas le métal A de la solution saline.

Par ordre décroissant d'activité chimique se manifestant dans les réactions de déplacement des métaux les uns par rapport aux autres à partir de solutions aqueuses de leurs sels, les métaux se situent dans la série électrochimique de tensions (activités) des métaux :

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na→ Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd→ Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → → Ag → Pd → Pt → Au

Les métaux situés à gauche dans cette rangée sont plus actifs et sont capables de déplacer les métaux suivants des solutions salines.

L'hydrogène est inclus dans la série électrochimique des tensions des métaux, en tant que seul non-métal qui partage une propriété commune avec les métaux : former des ions chargés positivement. Ainsi, l’hydrogène remplace certains métaux dans leurs sels et peut lui-même être remplacé par de nombreux métaux dans les acides, par exemple :

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q

Les métaux qui précèdent l'hydrogène dans la série de tensions électrochimiques le déplacent des solutions de nombreux acides (chlorhydrique, sulfurique, etc.), mais tous ceux qui le suivent, par exemple le cuivre, ne le déplacent pas.

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