Elektrokjemiske ritt - "Inaktiv" sink

Sink regnes som et aktivt metall. Det negative standardpotensialet antyder at det vil reagere voldsomt med syrer og fortrenge hydrogen fra dem. I tillegg, som et amfotert metall, reagerer det også med baser for å danne de tilsvarende komplekse salter. Imidlertid er ren sink svært motstandsdyktig mot syrer og alkalier. Årsaken er det store potensialet for hydrogenutvikling på overflaten av dette metallet. Sinkforurensninger fremmer dannelsen av galvaniske mikroceller og følgelig oppløsningen av dem.

For den første testen trenger du: saltsyre HCl, sinkplate og kobbertråd (bilde 1). Vi legger platen i en petriskål fylt med fortynnet saltsyre (bilde 2), og legger kobbertråd på den (bilde 3), som HCl åpenbart ikke påvirker. Etter en tid frigjøres hydrogen intensivt på kobberoverflaten (bilde 4 og 5), og kun noen få gassbobler kan observeres på sink. Årsaken er den ovennevnte overspenningen av hydrogenutvikling på sink, som er mye større enn på kobber. De kombinerte metallene når det samme potensialet med hensyn til syreløsningen, men hydrogen skilles lettere på metallet med en lavere overspenning - kobber. I den dannede galvaniske cellen med kortsluttede Zn Cu-elektroder er sink anoden:

(-) Krav: Zn⁰ → sink²⁺ +2e^-

og hydrogen reduseres på en kobberkatode:

(+) Katoda: 2t⁺ +2e^- → N₂­

legger vi sammen begge ligningene for elektrodeprosesser, får vi en oversikt over reaksjonen av sinkoppløsning i syre:

Sink + 2H⁺ → sink²⁺ + H₂­

I neste test skal vi bruke en natriumhydroksidløsning, en sinkplate og en stålspiker (bilde 6). Som i forrige forsøk, plasseres en sinkplate i en fortynnet NaOH-løsning i en petriskål og en spiker plasseres på den (jern er ikke et amfotert metall og reagerer ikke med alkalier). Effekten av eksperimentet er lik - hydrogen frigjøres på overflaten av neglen, og sinkplaten er dekket med bare noen få gassbobler (bilde 7 og 8). Årsaken til denne oppførselen til Zn-Fe-systemet er også overspenningen av hydrogenutvikling på sink, som er mye større enn på jern. Også i dette eksperimentet er sink anoden:

(-) Krav: Zn⁰ → sink²⁺ +2e^-

og på jernkatoden reduseres vann:

(+) Katoda: 2t₂O + 2e^- → N₂+ 2PÅ^-

Ved å legge til begge ligningene på sidene og ta hensyn til det alkaliske reaksjonsmediet, får vi en oversikt over sinkoppløsningsprosessen i prinsippet (tetrahydroksyincidanioner dannes):

Sink + 2OH^- + 2 t₂O → [Zn(OH)₄]^2- + H₂