Rafefnafræðileg ríður - "Óvirkt" sink

Sink er talið virkur málmur. Neikvæða staðalmöguleikinn bendir til þess að það muni bregðast kröftuglega við sýrur og skipta vetni frá þeim. Að auki, sem amfótær málmur, hvarfast hann einnig við basa til að mynda samsvarandi flókin sölt. Hins vegar er hreint sink mjög ónæmt fyrir sýrum og basum. Ástæðan er mikil endurheimild vetnisþróunar á yfirborði þessa málms. Sink óhreinindi stuðla að myndun galvanískra örfrumna og þar af leiðandi upplausn þeirra.

Fyrir fyrstu prófunina þarftu: saltsýru HCl, sinkplötu og koparvír (mynd 1). Við setjum plötuna í Petri fat fyllt með þynntri saltsýru (mynd 2) og setjum koparvír á það (mynd 3), sem HCl hefur augljóslega ekki áhrif á. Eftir nokkurn tíma losnar vetni mikið á koparyfirborðinu (myndir 4 og 5) og aðeins nokkrar gasbólur sjást á sinki. Ástæðan er ofangreind ofspenna vetnisþróunar á sinki sem er mun meiri en á kopar. Samsettu málmarnir ná sama möguleika með tilliti til sýrulausnarinnar, en vetni er auðveldara aðskilið á málminn með lægri yfirspennu - kopar. Í mynduðu galvanísku frumunni með stuttum Zn Cu rafskautum er sink rafskautið:

(-) Kröfur: Zn⁰ → sink²⁺ +2e^-

og vetni minnkar á kopar bakskaut:

(+) Katoda: 2klst⁺ +2e^- → N₂­

með því að leggja saman báðar jöfnur rafskautsferla fáum við skrá yfir hvarf sinkupplausnar í sýru:

Sink + 2N⁺ → sink²⁺ + H₂­

Í næstu prófun munum við nota natríumhýdroxíðlausn, sinkplötu og stálnagla (mynd 6). Eins og í fyrri tilrauninni er sinkplata sett í þynna NaOH-lausn í Petri-skál og nögl settur á hana (járn er ekki amfótær málmur og hvarfast ekki við basa). Áhrif tilraunarinnar eru svipuð - vetni losnar á yfirborð nöglunnar og sinkplatan er þakin aðeins nokkrum gasbólum (myndir 7 og 8). Ástæðan fyrir þessari hegðun Zn-Fe kerfisins er einnig ofspenna vetnisþróunar á sinki, sem er mun meiri en á járni. Einnig í þessari tilraun er sink rafskautið:

(-) Kröfur: Zn⁰ → sink²⁺ +2e^-

og á bakskautsjárni minnkar vatn:

(+) Katoda: 2klst₂O + 2e^- → N₂+ 2ON^-

Með því að bæta við báðum jöfnunum á hliðunum og taka tillit til basíska hvarfmiðilsins fáum við skrá yfir sinkupplausnarferlið í grundvallaratriðum (tetrahýdroxýincid anjónir myndast):

Sink + 2ON^- + 2 klst₂O → [Zn(OH)₄]^2- + H₂