Elektrochemiese ritte - "Onaktiewe" sink

Sink word as 'n aktiewe metaal beskou. Die negatiewe standaardpotensiaal dui daarop dat dit heftig met sure sal reageer en waterstof daaruit sal verplaas. Daarbenewens, as 'n amfoteriese metaal, reageer dit ook met basisse om die ooreenstemmende komplekse soute te vorm. Suiwer sink is egter baie bestand teen sure en alkalieë. Die rede is die groot repotensiaal van waterstofevolusie op die oppervlak van hierdie metaal. Sinkonsuiwerhede bevorder die vorming van galvaniese mikroselle en gevolglik hul oplos.

Vir die eerste toets benodig jy: soutsuur HCl, sinkplaat en koperdraad (foto 1). Ons sit die bord in 'n Petri-bak gevul met verdunde soutsuur (foto 2), en sit koperdraad daarop (foto 3), wat HCl natuurlik nie affekteer nie. Na 'n geruime tyd word waterstof intensief op die koperoppervlak vrygestel (foto's 4 en 5), en slegs 'n paar gasborrels kan op sink waargeneem word. Die rede is die bogenoemde oorspanning van waterstofevolusie op sink, wat baie groter is as op koper. Die gekombineerde metale bereik dieselfde potensiaal met betrekking tot die suuroplossing, maar waterstof word makliker op die metaal geskei met 'n laer oorspanning - koper. In die gevormde galvaniese sel met kortgeslote Zn Cu-elektrodes, is sink die anode:

(-) Vereistes: Zn⁰ → sink²⁺ + 2e^-

en waterstof word gereduseer op 'n koperkatode:

(+) Katoda: 2h⁺ + 2e^- → N₂­

deur beide vergelykings van elektrodeprosesse bymekaar te tel, kry ons 'n rekord van die reaksie van sinkoplossing in suur:

Sink + 2H⁺ → sink²⁺ + H₂­

In die volgende toets sal ons 'n natriumhidroksiedoplossing, 'n sinkplaat en 'n staalspyker gebruik (foto 6). Soos in die vorige eksperiment word 'n sinkplaat in 'n verdunde NaOH-oplossing in 'n Petri-bak geplaas en 'n spyker word daarop geplaas (yster is nie 'n amfoteriese metaal nie en reageer nie met alkalieë nie). Die effek van die eksperiment is soortgelyk - waterstof word op die oppervlak van die spyker vrygestel, en die sinkplaat is bedek met slegs 'n paar gasborrels (foto's 7 en 8). Die rede vir hierdie gedrag van die Zn-Fe-stelsel is ook die oorspanning van waterstofevolusie op sink, wat baie groter is as op yster. Ook in hierdie eksperiment is sink die anode:

(-) Vereistes: Zn⁰ → sink²⁺ + 2e^-

en op die ysterkatode word water verminder:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2AAN^-

Deur beide vergelykings aan die kante by te voeg en die alkaliese reaksiemedium in ag te neem, kry ons 'n rekord van die sink-oplosproses in beginsel (tetrahidroksiensied-anione word gevorm):

Sink + 2OH^- + 2 uur₂O → [Zn (AAN)₄]^2- + H₂