Série de réactivité des métaux : ordre, tableau et moyen mnémotechnique
La série de réactivité classe les métaux du plus au moins réactif, d'après leur réaction avec l'eau et les acides. Utilisez-la pour prédire les réactions de déplacement et expliquer comment chaque métal est extrait de son minerai.
- PotassiumRéagit violemment avec l’eau froide
- SodiumRéagit vivement avec l’eau froide
- LithiumRéagit régulièrement avec l’eau froide
- CalciumRéagit lentement avec l’eau froide
- MagnésiumRéagit avec la vapeur d’eau et les acides dilués
- AluminiumRéagit avec les acides dilués (la couche d’oxyde le ralentit)
- CarboneRéférence : réduit les oxydes métalliques situés en dessous
- ZincRéagit avec les acides dilués
- FerRéagit lentement avec les acides dilués
- ÉtainRéagit très lentement avec les acides dilués
- PlombRéagit très lentement avec les acides dilués
- HydrogèneRéférence : les métaux situés au-dessus déplacent l’hydrogène des acides
- CuivreNe réagit pas avec les acides dilués
- ArgentNe réagit pas avec les acides dilués
- OrTrès peu réactif
- PlatineTrès peu réactif
Moyen mnémotechnique : Pierre, Sam, Léa, Camille, Marc, Alice, Cyril, Zoé, Félix, Hugo, Clara, Aude et Olivier.
L'ordre de la série
Du plus au moins réactif : potassium, sodium, lithium, calcium, magnésium, aluminium, carbone, zinc, fer, étain, plomb, hydrogène, cuivre, argent, or et platine. Le carbone et l'hydrogène sont des non-métaux ajoutés comme points de repère. Le moyen mnémotechnique Pierre, Sam, Léa, Camille, Marc, Alice, Cyril, Zoé, Félix, Hugo, Clara, Aude et Olivier couvre les principaux membres mais omet l'étain, le plomb et le platine.
Comment la lire
La note à côté de chaque élément décrit son comportement. Le potassium, le sodium, le lithium et le calcium réagissent avec l'eau froide, le potassium de façon violente. Plus bas, les métaux ont besoin de vapeur ou d'acide pour réagir, et le cuivre, l'argent, l'or et le platine ne libèrent pas du tout d'hydrogène des acides dilués. L'aluminium semble souvent inerte parce qu'une fine couche résistante d'oxyde d'aluminium protège sa surface.
Ce que prédit la série
Déplacement : un métal plus réactif déplace un métal moins réactif d'une solution de l'un de ses composés. Du zinc dans une solution bleue de sulfate de cuivre(II) se recouvre de cuivre tandis que la couleur bleue s'estompe : Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu. Du cuivre dans une solution de sulfate de zinc ne fait rien, car le cuivre est sous le zinc.
Acides : les métaux situés au-dessus de l'hydrogène réagissent avec les acides dilués comme l'acide chlorhydrique pour donner un sel et du dihydrogène gazeux, par exemple Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Extraction : les métaux situés sous le carbone, comme le fer et le plomb, peuvent être extraits en chauffant leurs oxydes avec du carbone, tandis que les métaux situés au-dessus du carbone, comme l'aluminium, sont extraits par électrolyse.
Exemple détaillé
Un clou en fer réagira-t-il avec une solution de sulfate de cuivre(II) ? Le fer est au-dessus du cuivre, donc oui : Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu, et le clou se couvre d'un dépôt brun-rouge de cuivre. L'argent réagira-t-il avec l'acide chlorhydrique dilué ? L'argent est sous l'hydrogène : aucun dihydrogène ne se forme et rien de visible ne se produit.
FAQ
Quel est le métal le plus réactif de la série de réactivité ?
Le potassium est le métal le plus réactif de cette série ; il réagit violemment avec l'eau froide et le dihydrogène libéré s'enflamme. Le rubidium et le césium, plus bas dans le groupe 1, sont encore plus réactifs mais rarement utilisés à l'école.
Pourquoi le carbone et l'hydrogène figurent-ils dans la série de réactivité ?
Ce sont des points de repère, pas des métaux. Le carbone montre quels oxydes métalliques peuvent être réduits par chauffage avec du carbone, et l'hydrogène montre quels métaux libèrent du dihydrogène gazeux à partir des acides dilués.
Qu'est-ce qu'une réaction de déplacement ?
Un élément plus réactif prend la place d'un élément moins réactif dans un composé. Par exemple, le magnésium déplace le cuivre d'une solution de sulfate de cuivre(II) : Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu.