Elektrokemiske forlystelser - "Inaktiv" zink

Zink betragtes som et aktivt metal. Det negative standardpotentiale tyder på, at det vil reagere voldsomt med syrer og fortrænge brint fra dem. Derudover reagerer det som et amfotert metal også med baser og danner de tilsvarende komplekse salte. Men ren zink er meget modstandsdygtig over for syrer og baser. Årsagen er det store repotentiale af brintudvikling på overfladen af ​​dette metal. Zinkurenheder fremmer dannelsen af ​​galvaniske mikroceller og dermed deres opløsning.

Til den første test skal du bruge: saltsyre HCl, zinkplade og kobbertråd (foto 1). Vi lægger pladen i en petriskål fyldt med fortyndet saltsyre (foto 2) og sætter kobbertråd på den (foto 3), som tydeligvis ikke er påvirket af HCl. Efter nogen tid frigives brint intensivt på kobberoverfladen (foto 4 og 5), og der kan kun observeres få gasbobler på zink. Årsagen er den ovennævnte overspænding af brintudvikling på zink, som er meget større end på kobber. De kombinerede metaller når det samme potentiale med hensyn til syreopløsningen, men brint separeres lettere på metallet med en lavere overspænding - kobber. I den dannede galvaniske celle med kortsluttede Zn Cu-elektroder er zink anoden:

(-) Krav: Zn⁰ → zink²⁺ + 2e^-

og hydrogen reduceres på en kobberkatode:

(+) Katoda: 2t⁺ + 2e^- → N₂­

ved at lægge begge ligninger for elektrodeprocesser sammen, opnår vi en registrering af reaktionen af ​​zinkopløsning i syre:

Zink + 2N⁺ → zink²⁺ + H₂­

I den næste test vil vi bruge en natriumhydroxidopløsning, en zinkplade og et stålsøm (foto 6). Som i det foregående eksperiment anbringes en zinkplade i en fortyndet NaOH-opløsning i en petriskål, og der sættes et søm på den (jern er ikke et amfotert metal og reagerer ikke med alkalier). Effekten af ​​eksperimentet er ens - brint frigives på overfladen af ​​neglen, og zinkpladen er kun dækket med nogle få gasbobler (foto 7 og 8). Årsagen til denne opførsel af Zn-Fe-systemet er også overspændingen af ​​brintudvikling på zink, som er meget større end på jern. Også i dette eksperiment er zink anoden:

(-) Krav: Zn⁰ → zink²⁺ + 2e^-

og på jernkatoden reduceres vand:

(+) Katoda: 2t₂O + 2e^- → N₂+ 2 TIL^-

Tilføjelse af begge ligninger på siderne og under hensyntagen til det alkaliske reaktionsmedium opnår vi en registrering af zinkopløsningsprocessen i princippet (tetrahydroxyincidanioner dannes):

Zink + 2ON^- + 2 H₂O → [Zn(OH)₄]^2- + H₂