Elektrochemické jazdy - "Neaktívny" zinok

Zinok sa považuje za aktívny kov. Negatívny štandardný potenciál naznačuje, že bude prudko reagovať s kyselinami a vytlačí z nich vodík. Okrem toho ako amfotérny kov reaguje aj so zásadami za vzniku zodpovedajúcich komplexných solí. Čistý zinok je však veľmi odolný voči kyselinám a zásadám. Dôvodom je veľký potenciál vývoja vodíka na povrchu tohto kovu. Zinkové nečistoty podporujú tvorbu galvanických mikročlánkov a následne ich rozpúšťanie.

Na prvý test budete potrebovať: kyselinu chlorovodíkovú HCl, zinkovú platňu a medený drôt (foto 1). Tanier vložíme do Petriho misky naplnenej zriedenou kyselinou chlorovodíkovou (foto 2) a položíme naň medený drôt (foto 3), na ktorý HCl zjavne nemá vplyv. Po určitom čase sa na povrchu medi intenzívne uvoľňuje vodík (foto 4 a 5) a na zinku je možné pozorovať len niekoľko bublín plynu. Dôvodom je spomínané prepätie vývoja vodíka na zinku, ktoré je oveľa väčšie ako na medi. Spojené kovy dosahujú rovnaký potenciál vzhľadom na roztok kyseliny, ale vodík sa ľahšie oddeľuje na kove s nižším prepätím – medi. Vo vytvorenom galvanickom článku so skratovanými Zn Cu elektródami je anódou zinok:

(-) Požiadavky: Zn⁰ → zinok²⁺ + 2e^-

a vodík sa redukuje na medenej katóde:

(+) Katoda: 2 h⁺ + 2e^- → N₂­

sčítaním oboch rovníc elektródových procesov dostaneme záznam reakcie rozpúšťania zinku v kyseline:

Zinok + 2N⁺ → zinok²⁺ + H₂­

Pri ďalšom teste použijeme roztok hydroxidu sodného, ​​zinkovú platničku a oceľový klinec (foto 6). Rovnako ako v predchádzajúcom pokuse sa zinková platnička vloží do zriedeného roztoku NaOH v Petriho miske a na ňu sa položí klinec (železo nie je amfotérny kov a nereaguje s alkáliami). Účinok experimentu je podobný - na povrch nechtu sa uvoľňuje vodík a zinková platňa je pokrytá iba niekoľkými bublinami plynu (foto 7 a 8). Dôvodom tohto správania systému Zn-Fe je aj prepätie vývoja vodíka na zinku, ktoré je oveľa väčšie ako na železe. Aj v tomto experimente je zinok anódou:

(-) Požiadavky: Zn⁰ → zinok²⁺ + 2e^-

a na železnej katóde sa redukuje voda:

(+) Katoda: 2 h₂O + 2e^- → N₂+ 2ON^-

Pridaním oboch rovníc po stranách a s prihliadnutím na alkalické reakčné médium získame v princípe záznam o procese rozpúšťania zinku (tvoria sa tetrahydroxyincidové anióny):

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