Elektrokemiska åkningar - "Inaktiv" zink

Zink anses vara en aktiv metall. En negativ standardpotential tyder på att den kommer att reagera våldsamt med syror och ersätta väte från dem. Dessutom, som en amfotär metall, reagerar den också med baser för att bilda motsvarande komplexa salter. Men ren zink är mycket resistent mot syror och alkalier. Anledningen är den stora överpotentialen för väteutveckling på ytan av denna metall. Zinkföroreningar främjar bildandet av galvaniska mikroceller och följaktligen deras upplösning.

För det första testet behöver du: saltsyra HCl, zinkplatta och koppartråd (foto 1). Vi lägger plattan i en petriskål fylld med utspädd saltsyra (foto 2) och lägger koppartråd på den (foto 3), vilket HCl uppenbarligen inte påverkar. Efter en tid frigörs väte intensivt på kopparytan (foto 4 och 5), och endast ett fåtal gasbubblor kan observeras på zink. Anledningen är den ovan nämnda överspänningen av väteutveckling på zink, som är mycket större än på koppar. De kombinerade metallerna når samma potential med avseende på syralösningen, men väte separeras lättare på metallen med en lägre överspänning - koppar. I den bildade galvaniska cellen med kortslutna Zn Cu-elektroder är zink anoden:

(-) Krav: Zn⁰ → zink²⁺ +2e^-

och väte reduceras vid kopparkatoden:

(+) Katoda: 2h⁺ +2e^- → N₂­

Om vi ​​lägger till båda ekvationerna för elektrodprocesser sida vid sida, får vi en registrering av reaktionen för att lösa zink i syra:

Zink + 2N⁺ → zink²⁺ + H₂­

I nästa test kommer vi att använda en natriumhydroxidlösning, en zinkplatta och en stålspik (Foto 6). Som i föregående experiment placeras en zinkplatta i en utspädd NaOH-lösning i en petriskål och en spik placeras på den (järn är inte en amfotär metall och reagerar inte med alkalier). Effekten av experimentet är liknande - väte frigörs på ytan av nageln och zinkplattan är täckt med endast några få gasbubblor (foto 7 och 8). Anledningen till detta beteende hos Zn-Fe-systemet är också överspänningen av väteutveckling på zink, som är mycket större än på järn. Också i detta experiment är anoden zink:

(-) Krav: Zn⁰ → zink²⁺ +2e^-

och vatten reduceras vid järnkatoden:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2PÅ^-

Genom att lägga till båda ekvationerna sida vid sida och med hänsyn till reaktionens alkaliska miljö, får vi en registrering av processen för zinkupplösning i princip (tetrahydroxiincidanjoner bildas):

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