Qual è la connessione tra zinco e acido solforico?
La reazione tra zinco e acido solforico è una reazione redox comune o riduzione-ossidazione. Le reazioni redox descrivono il flusso di energia, sotto forma di elettroni, in una reazione. Lo zinco e l'acido solforico sono collegati da una costante tendenza dello zinco a donare elettroni all'idrogeno nell'acido solforico e quindi a legarsi con il solfato rimanente per formare zinco solfato e idrogeno gassoso. Questa reazione è frequentemente studiata nelle classi di chimica perché dimostra chiaramente il trasferimento di elettroni tra l'acido e il metallo.
Quando lo zinco e l'acido solforico sono combinati in una soluzione, lo zinco agisce come agente riducente e dona elettroni agli ioni idrogeno forniti dall'acido solforico. In questo modo si dice che lo zinco si ossida poiché perde elettroni e l'idrogeno si riduce man mano che li guadagna. Gli ioni solfato si legano quindi con lo zinco, formando solfato di zinco e l'idrogeno viene rilasciato come idrogeno gassoso.
Gli elettroliti in chimica sono buone fonti di conduttività in quanto sono ricchi di ioni che attirano elettroni da altre sostanze. L'acido solforico acquoso agisce da elettrolita quando i legami tra l'idrogeno e gli ioni solfato che formano l'acido vengono rilasciati nell'acqua. Questi ioni sono quindi liberi di reagire con sostanze aggiuntive, come lo zinco, e il conseguente trasferimento di elettroni produce energia. In una reazione di zinco e acido solforico, l'acido solforico è l'elettrolita che innesca lo zinco per rilasciare i suoi elettroni.
L'elettricità è prodotta dal flusso di elettroni tra zinco e idrogeno all'interno della soluzione di acido solforico elettrolitico. In una reazione pura questa energia si perde come calore. Durante le dimostrazioni di laboratorio l'attività degli elettroni è visibile come gorgogliamento attivo della soluzione. L'aggiunta di un altro metallo, come il rame, intensifica la reazione e provoca un gorgogliamento più rapido. Questa energia può essere sfruttata costruendo un circuito tra i metalli invece di lasciarli reagire normalmente.
Un esempio di questo è una batteria. Le batterie funzionano collegando due metalli immersi in soluzioni elettrolitiche. In una batteria, lo zinco viene tenuto in una camera e un altro metallo viene tenuto in una camera separata. Entrambi sono immersi in un elettrolita per innescare il rilascio di elettroni che scorrono lungo un circuito all'interno della batteria che sfrutta l'energia.