इलेक्ट्रोकेमिकल राइड्स - "निष्क्रिय" जस्त

जस्त एक सक्रिय धातू मानली जाते. नकारात्मक मानक संभाव्यता सूचित करते की ते ऍसिडसह हिंसक प्रतिक्रिया देईल, त्यांच्यापासून हायड्रोजन विस्थापित करेल. याव्यतिरिक्त, एक उम्फोटेरिक धातू म्हणून, ते संबंधित जटिल लवण तयार करण्यासाठी तळाशी देखील प्रतिक्रिया देते. तथापि, शुद्ध जस्त आम्ल आणि अल्कलींना खूप प्रतिरोधक आहे. या धातूच्या पृष्ठभागावर हायड्रोजन उत्क्रांतीचे मोठे रिपोटेंशियल हे कारण आहे. झिंक अशुद्धता गॅल्व्हॅनिक मायक्रोसेल्सच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देते आणि परिणामी, त्यांचे विघटन.

पहिल्या चाचणीसाठी आपल्याला आवश्यक असेल: हायड्रोक्लोरिक ऍसिड एचसीएल, जस्त प्लेट आणि तांबे वायर (फोटो 1). आम्ही प्लेट पातळ हायड्रोक्लोरिक ऍसिडने भरलेल्या पेट्री डिशमध्ये ठेवतो (फोटो 2), आणि त्यावर तांब्याची वायर ठेवतो (फोटो 3), ज्यावर HCl स्पष्टपणे परिणाम करत नाही. काही काळानंतर, तांब्याच्या पृष्ठभागावर हायड्रोजन तीव्रतेने सोडला जातो (फोटो 4 आणि 5), आणि जस्तवर फक्त काही वायू फुगे दिसून येतात. याचे कारण म्हणजे झिंकवरील हायड्रोजन उत्क्रांतीचे वर नमूद केलेले ओव्हरव्होल्टेज, जे तांबेपेक्षा खूप जास्त आहे. आम्ल द्रावणाच्या संदर्भात एकत्रित धातू समान क्षमतेपर्यंत पोहोचतात, परंतु कमी ओव्हरव्होल्टेजसह धातूवर हायड्रोजन अधिक सहजपणे वेगळे केले जाते - तांबे. शॉर्टेड Zn Cu इलेक्ट्रोडसह तयार झालेल्या गॅल्व्हॅनिक सेलमध्ये, जस्त हे एनोड आहे:

(-) आवश्यकता: Zn⁰ → जस्त²⁺ + एक्सएनयूएमएक्सए^-

आणि कॉपर कॅथोडवर हायड्रोजन कमी होतो:

(+) काटोडा : 2H⁺ + एक्सएनयूएमएक्सए^- → एन₂

इलेक्ट्रोड प्रक्रियेची दोन्ही समीकरणे एकत्र जोडून, आम्हाला ऍसिडमध्ये जस्त विरघळण्याच्या प्रतिक्रियेची नोंद मिळते:

झिंक + 2 एच⁺ → जस्त²⁺ + एच₂

पुढील चाचणीमध्ये, आम्ही सोडियम हायड्रॉक्साईड द्रावण, झिंक प्लेट आणि स्टील नेल (फोटो 6) वापरू. मागील प्रयोगाप्रमाणे, पेट्री डिशमध्ये पातळ NaOH सोल्युशनमध्ये झिंक प्लेट ठेवली जाते आणि त्यावर एक खिळा ठेवला जातो (लोह हा एम्फोटेरिक धातू नाही आणि अल्कलीशी प्रतिक्रिया करत नाही). प्रयोगाचा परिणाम सारखाच आहे - नखेच्या पृष्ठभागावर हायड्रोजन सोडला जातो आणि जस्त प्लेट फक्त काही गॅस फुगे (फोटो 7 आणि 8) सह झाकलेले असते. Zn-Fe प्रणालीच्या या वर्तनाचे कारण म्हणजे झिंकवरील हायड्रोजन उत्क्रांतीचे ओव्हरव्होल्टेज, जे लोहापेक्षा खूप जास्त आहे. तसेच या प्रयोगात, झिंक हे एनोड आहे:

(-) आवश्यकता: Zn⁰ → जस्त²⁺ + एक्सएनयूएमएक्सए^-

आणि लोह कॅथोडवर पाणी कमी होते:

(+) काटोडा : 2H₂O + 2e^- → एन₂+ ४ चालू^-

बाजूंच्या दोन्ही समीकरणे जोडून आणि अल्कधर्मी प्रतिक्रिया माध्यम लक्षात घेऊन, आम्हाला तत्त्वतः झिंक विरघळण्याच्या प्रक्रियेची नोंद मिळते (टेट्राहायड्रॉक्सीइन्सिड आयनन्स तयार होतात):

जस्त + 2OH^- + एक्सएनयूएमएक्सएच₂O → [Zn(OH)₄]²^- + एच₂