Metallien sähkökemiallinen jännitesarja
Jännitesarjalla kuvataan metallien taipumusta osallistua hapetus-pelkistysreaktioon toisen metallin kanssa.
Metallit on järjestetty pienenevän hapettumiskykynsä mukaisesti; toisin sanoen litium hapettuu paljon helpommin kuin platina. Tämän johdosta jänniterajan avulla voidaankin ennustaa, tapahtuuko tietyn metallin ja jonkin toisen metallin ionien välinen hapettumis-pelkistymisreaktio. Atomimuodossa oleva epäjalompi metalli pelkistää ionimuodossa olevan jalomman metalli-ionin atomiksi. Niinpä esimerkiksi alumiini kykenee pelkistämään jokaisen sen jälkeen tulevan metallin ionin alkuaineatomiksi.
Jännitesarjassa esiintyvä epämetalli vety jakaa metallit epäjaloihin ja jaloihin. Epäjaloja metalleja on huomattavasti enemmän kuin jalometalleja. Epäjalot metallit hapettuvat happoliuoksissa vapauttaen vetykaasua (H2). Jalometallit puolestaan hapettuvat vain niin kutsutuilla hapettavilla hapoilla, esimerkiksi typpihapolla, tai kuningasvedellä. Menetelmät, joilla metalleja voidaan eristää elektrokemiallisesti malmeista, riippuu siis metallin sijainnista jännitesarjassa sekä elektrolyytistä.
Nimitys jännitesarja tulee siitä, että kahden eri metallin välillä on potentiaaliero – ollessaan elektrolyytin välityksellä yhteydessä toisiinsa – eli jännite, joka saa aikaan sähkövirran, milloin metallit ovat myös galvaanisessa yhteydessä toisiinsa elektrolyyttisen yhteyden lisäksi; jos upotetaan osittain kaksi eri metallitankoa sähköä johtavaan liuokseen (elektrolyyttiin), syntyy niiden välille potentiaaliero. Mitä kauempana metallit ovat jännitesarjassa toisistaan, sitä suurempi metallien välinen potentiaaliero on. Mikäli näiden tankojen välille muodostetaan ulkoinen virtapiiri, saa potentiaaliero virran kulkemaan sekä virtapiirissä (elektroneina), että elektrolyytissä (ioneina).
| Yleisimpien metallien jännitesarja | ||
|---|---|---|
| Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, | H, | Cu, Hg, Ag, Pt, Au |
| ←Epäjalot metallit | Jalot metallit→ | |