Электрахімічныя атракцыёны - «Неактыўны» цынк

Цынк лічыцца актыўным металам. Адмоўны стандартны патэнцыял мяркуе, што ён будзе бурна рэагаваць з кіслотамі, выцясняючы з іх вадарод. Акрамя таго, як амфатэрны метал ён таксама рэагуе з падставамі з утварэннем адпаведных комплексных соляў. Аднак чысты цынк вельмі ўстойлівы да дзеяння кіслот і шчолачаў. Чыннік у вялікім перапатэнцыяле вылучэння вадароду на паверхні гэтага металу. Прымешкі цынку спрыяюць адукацыі гальванічных мікраячэек і, такім чынам, іх растварэнню.

Для першага цеста вам спатрэбяцца: саляная кіслата HCl, цынкавая пласціна і медны дрот (фота 1). Ставім пласціну ў кубак Петры, напоўненую разведзенай салянай кіслатой (фота 2), і надзяваем на яе медны дрот (фота 3), на якую HCl відавочна не дзейнічае. Праз некаторы час на паверхні медзі інтэнсіўна вылучаецца вадарод (фота 4 і 5), а на цынку можна назіраць толькі некалькі бурбалак газу. Чыннік у згаданым вышэй перанапружанні вылучэння вадароду на цынку, значна большым, чым на медзі. Аб'яднаныя металы дасягаюць аднолькавага патэнцыялу па стаўленні да раствора кіслаты, але вадарод лягчэй адлучаецца на метале з малодшым перанапружаннем медзі. У сфармаваным гальванічным элеменце з скарочанымі электродамі Zn Cu анодам з'яўляецца цынк:

(-) Патрабаванні: Zn⁰ → цынк²⁺ + 2e^-

а вадарод аднаўляецца на медным катодзе:

(+) Катода: 2 ч⁺ + 2e^- → Н₂­

склаўшы побач абодва ўраўненні электродных працэсаў, атрымаем запіс рэакцыі растварэння цынку ў кіслаце:

Цынк + 2Н⁺ → цынк²⁺ + Н₂­

У наступным цесцю мы будзем выкарыстоўваць раствор гідраксіду натрыю, цынкавую пласціну і сталёвы цвік (фота 6). Як і ў папярэднім досведзе, цынкавая пласцінка змяшчаецца ў разведзены раствор NaOH ў кубак Петры і на яе кладзецца цвік (жалеза не з'яўляецца амфатэрным металам і не рэагуе са шчолачамі). Эфект эксперыменту аналагічны - на паверхні пазногця вылучаецца вадарод, а цынкавая пласціна пакрываецца толькі некалькімі бурбалкамі газу (фота 7 і 8). Чыннікам такіх паводзін сістэмы Zn-Fe таксама з'яўляецца перанапружанне вылучэння вадароду на цынку, значна большае, чым на жалезе. Таксама ў гэтым эксперыменце анодам з'яўляецца цынк:

(-) Патрабаванні: Zn⁰ → цынк²⁺ + 2e^-

а на жалезным катодзе вада аднаўляецца:

(+) Катода: 2 ч₂Аб + 2е^- → Н₂+ 2ON^-

Склаўшы абодва раўнанні па баках і улічваючы шчолачнае асяроддзе рэакцыі, атрымаем запіс працэсу растварэння цынку ў прынцыпе (утвараюцца аніёны тэтрагідраксіінцыду):

Цынк + 2ОН^- + 2H₂Аб → [Zn (ЁН)₄]^2- + Н₂