Elektrokemične vožnje - "Neaktiven" cink

Cink velja za aktivno kovino. Negativni standardni potencial nakazuje, da bo burno reagiral s kislinami in iz njih izrinil vodik. Poleg tega kot amfoterna kovina reagira tudi z bazami, da tvori ustrezne kompleksne soli. Vendar je čisti cink zelo odporen na kisline in alkalije. Razlog je velik potencial evolucije vodika na površini te kovine. Nečistoče cinka spodbujajo nastanek galvanskih mikrocelic in posledično njihovo raztapljanje.

Za prvi test boste potrebovali: klorovodikovo kislino HCl, cinkovo ​​ploščo in bakreno žico (slika 1). Ploščo postavimo v petrijevko, napolnjeno z razredčeno klorovodikovo kislino (slika 2), nanjo pa nataknemo bakreno žico (slika 3), na katero HCl očitno ne vpliva. Čez nekaj časa se na površini bakra intenzivno sprošča vodik (sl. 4 in 5), na cinku pa opazimo le nekaj plinskih mehurčkov. Razlog je v zgoraj omenjeni prenapetosti sproščanja vodika na cinku, ki je veliko večja kot na bakru. Združene kovine dosežejo enak potencial glede na kislinsko raztopino, vendar se vodik lažje loči na kovini z manjšo prenapetostjo - bakru. V oblikovanem galvanskem členu s kratko sklenjenimi Zn Cu elektrodami je cink anoda:

(-) Zahteve: Zn⁰ → cink²⁺ +2e^-

in vodik se reducira na bakreni katodi:

(+) Katoda: 2h⁺ +2e^- → N₂­

Če seštejemo obe enačbi elektrodnih procesov, dobimo zapis reakcije raztapljanja cinka v kislini:

Cink + 2H⁺ → cink²⁺ + H₂­

Pri naslednjem testu bomo uporabili raztopino natrijevega hidroksida, cinkovo ​​ploščo in jekleni žebelj (slika 6). Tako kot v prejšnjem poskusu, cinkovo ​​ploščo damo v razredčeno raztopino NaOH v petrijevko in nanjo položimo žebelj (železo ni amfoterna kovina in ne reagira z alkalijami). Učinek poskusa je podoben – na površini nohta se sprošča vodik, cinkova plošča pa je prekrita z le nekaj plinskimi mehurčki (fotografije 7 in 8). Razlog za takšno obnašanje sistema Zn-Fe je tudi prenapetost evolucije vodika na cinku, ki je veliko večja kot na železu. Tudi v tem poskusu je cink anoda:

(-) Zahteve: Zn⁰ → cink²⁺ +2e^-

in na železni katodi se voda zmanjša:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2ON^-

Če dodamo obe enačbi na straneh in upoštevamo alkalni reakcijski medij, dobimo zapis o načelnem procesu raztapljanja cinka (nastanejo tetrahidroksiincidni anioni):

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