Более химически активные вещества вытесняют ("выбрасывают" в свободном виде) менее активные вещества из их соединений. Проще всего это наблюдать на металлах, входящих в состав солей. Вот ряд, в котором металлы расположены по их химической активности. Самые активные - слева, наименее активные - справа.
Проведем простейший опыт - опустим в раствор сульфата меди (обычного медного купороса) железный гвоздь. Буквально через несколько минут мы уже сможем заметить на нем красноватый слой металлической меди. Более активное железо вытеснило её из соединения, заняв её место.
Если мы будем продолжать и продолжать эту реакцию, очищая железные предметы от меди или добавляя новые, пока весь раствор не прореагирует, то вскоре заметим, что цвет раствора изменится - из ярко-голубого станет бледно-зеленоватым. Это - сульфат железа, именуемый также в обиходе железным купоросом.
Но мы можем заместить медь еще более активным металлом - цинком, получив сульфат цинка. Добыть себе немного цинка нетрудно из отслуживших свое батареек, содрав с них наружную жестяную оболочку (в некоторых дешевых батарейках отсутствует) и добравшись до цинкового стаканчика, несколько попорченного электролитом. Нам будет важно получить по возможности чистое вещество, поскольку мы найдем ему множество практических применений. Поэтому тщательно, с помощью напильника или шкурки, очистите его от остатков электролита, добравшись до блестящего металла. Лучше всего брать цинк с толстого плоского донышка цинкового стаканчика батарейки или из верхней части, где цинк вообще с электролитом не соприкасается. (остатки смолы из верхней части батарейки можно убрать растворителем.) Доведите реакцию до конца - до полного превращения раствора из медного купороса в сульфат цинка, когда раствор полностью утратит голубоватую окраску. Отфильтруйте от твердых нерастворимых составляющих - меди, остатков цинка и прочих загрязнений. Это вещество нам понадобится впоследствии.
Но тут радиолюбительская часть читателей канала может сказать:
- А знаете, в ваших рассуждениях что-то не так. Мы уже сколько раз травили печатные платы и у нас всё происходило наоборот. Менее активный металл - медь исчезал в растворе соли более активного металла - железа.
Однако химия - это наука об исключениях из правил. Не будь этого, весь учебник химии превратился бы в тоненькую тетрадку всего с десятком непреложных законов. В случае травления меди хлорным железом мы имеем дело с более сложными химическими реакциями. Само построение исходной соли не остается неизменным, так что реакции получаются более сложные. Например, такая:
Возможны также и более сложные реакции с образованием комплексных солей. Но как бы там ни было, дальше всё опять происходит законным образом - если мы сунем железный гвоздь в раствор уже набравшегося меди отработанного хлорного железа, то он тотчас же покроется красноватым слоем меди, вытесненной железом из имеющихся в нем соединений.