Passeios eletroquímicos - zinco "inativo"

O zinco é considerado um metal ativo. O potencial padrão negativo sugere que ele reagirá violentamente com os ácidos, deslocando o hidrogênio deles. Além disso, como um metal anfotérico, também reage com bases para formar os sais complexos correspondentes. No entanto, o zinco puro é muito resistente a ácidos e álcalis. O motivo é o grande potencial de evolução de hidrogênio na superfície desse metal. As impurezas de zinco promovem a formação de microcélulas galvânicas e, consequentemente, sua dissolução.

Para o primeiro teste você vai precisar de: ácido clorídrico HCl, chapa de zinco e fio de cobre (foto 1). Colocamos a placa em uma placa de Petri cheia de ácido clorídrico diluído (foto 2) e colocamos fio de cobre (foto 3), que o HCl obviamente não afeta. Depois de algum tempo, o hidrogênio é liberado intensamente na superfície do cobre (fotos 4 e 5), e apenas algumas bolhas de gás podem ser observadas no zinco. A razão é a sobretensão acima mencionada da evolução do hidrogênio no zinco, que é muito maior do que no cobre. Os metais combinados atingem o mesmo potencial em relação à solução ácida, mas o hidrogênio é mais facilmente separado no metal com menor sobretensão - cobre. Na célula galvânica formada com eletrodos de Zn Cu em curto, o zinco é o ânodo:

(-) Requisitos: Zn⁰ → zinco²⁺ + 2e^-

e o hidrogênio é reduzido em um cátodo de cobre:

(+) Katoda: 2h⁺ + 2e^- → N₂­

somando ambas as equações de processos de eletrodo, obtemos um registro da reação de dissolução de zinco em ácido:

Zinco + 2H⁺ → zinco²⁺ + H₂­

No próximo teste, usaremos uma solução de hidróxido de sódio, uma placa de zinco e um prego de aço (foto 6). Como no experimento anterior, uma placa de zinco é colocada em uma solução diluída de NaOH em uma placa de Petri e um prego é colocado sobre ela (o ferro não é um metal anfótero e não reage com álcalis). O efeito do experimento é semelhante - o hidrogênio é liberado na superfície da unha e a placa de zinco é coberta com apenas algumas bolhas de gás (fotos 7 e 8). A razão para este comportamento do sistema Zn-Fe é também a sobretensão da evolução do hidrogênio no zinco, que é muito maior do que no ferro. Também neste experimento, o zinco é o ânodo:

(-) Requisitos: Zn⁰ → zinco²⁺ + 2e^-

e no cátodo de ferro a água é reduzida:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2ON^-

Adicionando ambas as equações nos lados e levando em consideração o meio de reação alcalino, obtemos um registro do processo de dissolução do zinco em princípio (formam-se ânions tetra-hidroxiincide):

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