1. 보호 산화 층의 형성 : 알루미늄은 반응성이 높지만 공기에 노출 될 때 표면에 얇고 강하고 안정적인 산화물 층 (산화 알루미늄, 알루미늄)을 빠르게 형성합니다. 이 층은 장벽으로서 작용하여 구리 황산염 용액과의 추가 반응을 방지한다.
2. 전기 화학 전위 : 알루미늄은 구리보다 반응성이 높지만 표준 전극 전위의 차이는 크지 않습니다. 이것은 변위 반응의 원동력이 가능한 한 강하지 않음을 의미합니다.
3. 반응 속도 : 반응 속도는 구리 설페이트 용액의 농도, 온도 및 알루미늄의 표면적에 의해 영향을 받는다. 더 높은 농도, 더 높은 온도 및 더 큰 표면적은 더 빠른 반응으로 이어질 것입니다.
반응의 작동 방식은 다음과 같습니다.
* 알루미늄 (AL)은 구리 (Cu)보다 반응성이 높고 전자를 잃고 싶어합니다.
* 구리 설페이트 (Cuso₄)는 용액에 구리 이온 (Cu²⁺)을 제공합니다.
* 알루미늄이 구리 설페이트 용액에 배치되면 알루미늄 원자는 전자를 잃고 알루미늄 이온 (AL³⁺)이되어 용액으로 들어갑니다.
* 구리 이온 (Cu²⁺)은 알루미늄으로부터 전자를 얻고 알루미늄 표면에 침착하는 구리 원자 (Cu)가된다.
이것은 단일 변위 반응입니다 :
al (s) + 3cuso₄ (aq) → all (so₄) ₃ (aq) + 3cu (s)
반응 속도를 높이려면 :
* 알루미늄 표면을 청소하십시오 : 사포 또는 산으로 산화물 층을 제거하면 신선한 알루미늄이 노출되어 더 빠른 반응이 발생합니다.
* 구리 설페이트 용액의 농도를 증가시킨다 : 더 높은 농도의 구리 이온은 반응에 더 많은 반응물을 제공 할 것이다.
* 온도 증가 : 온도가 높을수록 입자의 운동 에너지가 증가하여 충돌이 더 자주 발생하고 반응 속도가 빠릅니다.
* 분말 알루미늄 사용 : 더 큰 표면적은 반응물 사이의 접촉을 증가시키고 반응을 향상시킵니다.
그러나, 이러한 변형에도 불구하고, 반응은 다른 금속 변위 반응과 비교하여 여전히 느리게 될 수있다. 보호 산화 층은 반응 속도를 제한하는데 중요한 역할을한다.
