Jaki jest związek między cynkiem a kwasem siarkowym?

Reakcja między cynkiem a kwasem siarkowym jest powszechną reakcją redoks lub redukcją-utlenianiem. Reakcje redoks opisują przepływ energii, w postaci elektronów, w reakcji. Cynk i kwas siarkowy są połączone przez stałą tendencję cynku do dostarczania elektronów do wodoru w kwasie siarkowym, a następnie wiązania się z pozostałym siarczanem z wytworzeniem siarczanu cynku i gazowego wodoru. Ta reakcja jest często badana na lekcjach chemii, ponieważ wyraźnie wykazuje transfer elektronów między kwasem a metalem.

Gdy cynk i kwas siarkowy są połączone w roztworze, cynk działa jako czynnik redukujący i przekazuje elektrony do jonów wodoru dostarczanych przez kwas siarkowy. W ten sposób mówi się, że cynk utlenia się, ponieważ traci elektrony, a wodór jest redukowany w miarę ich pozyskiwania. Jony siarczanowe wiążą się następnie z cynkiem, tworząc siarczan cynku, a wodór jest uwalniany jako gazowy wodór.

Elektrolity w chemii są dobrym źródłem przewodnictwa, ponieważ są bogate w jony, które przyciągają elektrony z innych substancji. Wodny kwas siarkowy działa jak elektrolit, gdy wiązania między wodorem i jonami siarczanu, które tworzą kwas, są uwalniane w wodzie. Jony te mogą następnie reagować z dodatkowymi substancjami, takimi jak cynk, a wynikający z tego transfer elektronów wytwarza energię. W reakcji cynku i kwasu siarkowego kwas siarkowy jest elektrolitem, który wyzwala cynk w celu uwolnienia jego elektronów.

Energia elektryczna jest wytwarzana przez przepływ elektronów między cynkiem i wodorem w roztworze elektrolitycznego kwasu siarkowego. W czystej reakcji energia ta jest tracona jako ciepło. Podczas demonstracji laboratoryjnych aktywność elektronów jest widoczna jako aktywne bulgotanie roztworu. Dodanie innego metalu, takiego jak miedź, nasila reakcję i powoduje szybsze bulgotanie. Energię tę można wykorzystać, budując obwód między metalami, zamiast pozwolić im normalnie reagować.

Przykładem tego jest bateria. Baterie działają poprzez połączenie dwóch metali skąpanych w roztworach elektrolitycznych. W baterii cynk jest przechowywany w jednej komorze, a drugi metal w oddzielnej. Oba są zanurzone w elektrolicie, aby wyzwolić uwalnianie elektronów, które przepływają wzdłuż obwodu w akumulatorze, który wykorzystuje energię.