電気化学的乗り物 - 「不活性」亜鉛
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電気化学的乗り物 - 「不活性」亜鉛

亜鉛は活性金属とみなされます。 負の標準電位は、酸と激しく反応し、酸から水素を追い出すことを示唆しています。 さらに、両性金属として塩基とも反応して、対応する錯塩を形成します。 しかし、純粋な亜鉛は酸やアルカリに対して非常に耐性があります。 その理由は、この金属の表面での水素発生の潜在力が大きいためです。 亜鉛不純物はガルバニックマイクロセルの形成を促進し、その結果、その溶解を促進します。

最初のテストでは、塩酸 HCl、亜鉛板、銅線が必要になります (写真 1)。 希塩酸を満たしたシャーレにプレートを置き(写真2)、その上に銅線を置きます(写真3)。これには明らかにHClの影響はありません。 しばらくすると、水素が銅の表面に集中的に放出され (写真 4 および 5)、亜鉛上では少数の気泡のみが観察されます。 その理由は、前述の亜鉛での水素発生の過電圧であり、これは銅よりもはるかに大きいです。 結合した金属は酸溶液に対して同じ電位に達しますが、水素は過電圧が低い金属、つまり銅上でより容易に分離されます。 短絡した Zn Cu 電極を備えた形成されたガルバニ電池では、亜鉛がアノードになります。

(-) 要件: 亜鉛0 → 亜鉛2+ + 2番目

そして水素は銅の陰極で還元されます。

(+) かとだ:2時間+ + 2番目 →N2­

両方の電極プロセスの方程式を合計すると、酸への亜鉛の溶解反応の記録が得られます。

亜鉛+2H+ → 亜鉛2+ + H2­

次のテストでは、水酸化ナトリウム溶液、亜鉛板、鋼釘を使用します (写真 6)。 前の実験と同様に、亜鉛板をシャーレ内の希NaOH溶液に置き、その上に釘を置きます(鉄は両性金属ではないため、アルカリとは反応しません)。 実験の効果も同様です - 水素が爪の表面に放出され、亜鉛プレートはほんの数個の気泡で覆われます(写真7と8)。 Zn-Fe システムのこのような動作の理由は、鉄よりもはるかに大きい、亜鉛での水素発生の過電圧でもあります。 また、この実験では亜鉛がアノードになります。

(-) 要件: 亜鉛0 → 亜鉛2+ + 2番目

そして鉄陰極では水が還元されます。

(+) かとだ:2時間2O + 2e →N2+ 2ON

両辺の方程式を追加し、アルカリ性反応媒体を考慮すると、原則として亜鉛の溶解プロセスの記録が得られます (テトラヒドロキシ酸アニオンが形成されます)。

亜鉛+2OH + 2H2O → [Zn(OH)4]2 + H2

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