Електрохимични вози - "Неактивен" цинк

Цинкът се счита за активен метал. Отрицателният стандартен потенциал предполага, че той ще реагира бурно с киселини, измествайки водорода от тях. Освен това, като амфотерен метал, той също реагира с основи, за да образува съответните комплексни соли. Въпреки това, чистият цинк е много устойчив на киселини и основи. Причината е големият репотенциал на отделяне на водород на повърхността на този метал. Цинковите примеси насърчават образуването на галванични микроелементи и следователно тяхното разтваряне.

За първия тест ще ви трябва: солна киселина HCl, цинкова плоча и медна тел (снимка 1). Поставяме плочата в петриево блюдо, напълнено с разредена солна киселина (снимка 2), и поставяме върху нея медна жица (снимка 3), на която HCl очевидно не влияе. След известно време на медната повърхност се отделя интензивно водород (снимки 4 и 5), а върху цинка се наблюдават само няколко газови мехурчета. Причината е споменатото по-горе пренапрежение на отделянето на водород върху цинка, което е много по-голямо отколкото върху медта. Комбинираните метали достигат същия потенциал по отношение на киселинния разтвор, но водородът се отделя по-лесно върху метала с по-ниско пренапрежение - медта. В образуваната галванична клетка с късо окъсени Zn Cu електроди цинкът е анод:

(-) Изисквания: Zn⁰ → цинк²⁺ + 2е^-

и водородът се редуцира върху меден катод:

(+) Катода: 2Н⁺ + 2е^- → Х₂­

като съберем двете уравнения на електродните процеси, получаваме запис на реакцията на разтваряне на цинк в киселина:

Цинк + 2N⁺ → цинк²⁺ + Н₂­

В следващия тест ще използваме разтвор на натриев хидроксид, цинкова плоча и стоманен пирон (снимка 6). Както и в предишния експеримент, цинкова плоча се поставя в разреден разтвор на NaOH в паничка на Петри и върху нея се поставя пирон (желязото не е амфотерен метал и не реагира с алкали). Ефектът от експеримента е подобен – водородът се отделя върху повърхността на нокътя, а цинковата плоча е покрита само с няколко газови мехурчета (снимки 7 и 8). Причината за това поведение на системата Zn-Fe е и свръхнапрежението на отделяне на водород върху цинка, което е много по-голямо, отколкото върху желязото. Също така в този експеримент цинкът е анодът:

(-) Изисквания: Zn⁰ → цинк²⁺ + 2е^-

и на железния катод водата се намалява:

(+) Катода: 2Н₂O + 2e^- → Х₂+ 2 ВКЛ^-

Добавяйки двете уравнения отстрани и като вземем предвид алкалната реакционна среда, получаваме запис на процеса на разтваряне на цинк по принцип (образуват се тетрахидроксиинцидни аниони):

Цинк + 2OH^- + 2H₂O → [Zn(OH)₄]^2- + Н₂