Elektrochemické jízdy - "Neaktivní" zinek

Zinek je považován za aktivní kov. Negativní standardní potenciál naznačuje, že bude prudce reagovat s kyselinami a vytlačí z nich vodík. Kromě toho jako amfoterní kov také reaguje s bázemi za vzniku odpovídajících komplexních solí. Čistý zinek je však velmi odolný vůči kyselinám a zásadám. Důvodem je velký potenciál vývoje vodíku na povrchu tohoto kovu. Zinkové nečistoty podporují tvorbu galvanických mikročlánků a následně jejich rozpouštění.

Pro první test budete potřebovat: kyselinu chlorovodíkovou HCl, zinkovou destičku a měděný drát (foto 1). Talíř vložíme do Petriho misky naplněné zředěnou kyselinou chlorovodíkovou (foto 2) a položíme na něj měděný drát (foto 3), na který HCl evidentně nemá vliv. Po nějaké době se na měděném povrchu intenzivně uvolňuje vodík (foto 4 a 5) a na zinku lze pozorovat jen několik bublinek plynu. Důvodem je výše zmíněné přepětí vývoje vodíku na zinku, které je mnohem větší než na mědi. Spojené kovy dosahují stejného potenciálu vzhledem k roztoku kyseliny, ale vodík se snadněji odděluje na kovu s nižším přepětím - mědi. Ve vytvořeném galvanickém článku se zkratovanými Zn Cu elektrodami je zinek anodou:

(-) Požadavky: Zn⁰ → zinek²⁺ + 2e^-

a vodík se redukuje na měděné katodě:

(+) Katoda: 2h⁺ + 2e^- → N₂­

sečtením obou rovnic elektrodových procesů získáme záznam reakce rozpouštění zinku v kyselině:

Zinek + 2H⁺ → zinek²⁺ + H₂­

V dalším testu použijeme roztok hydroxidu sodného, ​​zinkovou destičku a ocelový hřebík (foto 6). Stejně jako v předchozím pokusu se zinková destička vloží do zředěného roztoku NaOH v Petriho misce a na ni se položí hřebík (železo není amfoterní kov a nereaguje s alkáliemi). Efekt experimentu je podobný – na povrch nehtu se uvolňuje vodík a zinková destička je pokryta pouze několika bublinkami plynu (foto 7 a 8). Důvodem tohoto chování systému Zn-Fe je také přepětí vývoje vodíku na zinku, které je mnohem větší než na železe. Také v tomto experimentu je zinek anodou:

(-) Požadavky: Zn⁰ → zinek²⁺ + 2e^-

a na železné katodě se redukuje voda:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2ON^-

Sečtením obou rovnic po stranách a zohledněním alkalického reakčního prostředí získáme v principu záznam procesu rozpouštění zinku (vznikají tetrahydroxyincidové anionty):

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