Elektrokeemilised sõidud - "mitteaktiivne" tsink

Tsinki peetakse aktiivseks metalliks. Negatiivne standardpotentsiaal viitab sellele, et see reageerib ägedalt hapetega, tõrjudes neist välja vesiniku. Lisaks reageerib see amfoteerse metallina ka alustega, moodustades vastavaid komplekssooli. Puhas tsink on aga väga vastupidav hapetele ja leelistele. Põhjuseks on suur vesiniku eraldumise potentsiaal selle metalli pinnal. Tsingi lisandid soodustavad galvaaniliste mikroelementide teket ja sellest tulenevalt nende lahustumist.

Esimeseks katseks vajate: vesinikkloriidhapet HCl, tsinkplaati ja vasktraati (foto 1). Panime plaadi lahjendatud vesinikkloriidhappega täidetud Petri tassi (foto 2) ja panime sellele vasktraadi (foto 3), mida HCl ilmselgelt ei mõjuta. Mõne aja pärast eraldub vase pinnal intensiivselt vesinik (fotod 4 ja 5) ning tsingil on näha vaid üksikuid gaasimulle. Põhjuseks on ülalmainitud vesiniku eraldumise ülepinge tsingil, mis on palju suurem kui vasel. Kombineeritud metallid saavutavad happelahuse suhtes sama potentsiaali, kuid vesinik eraldub kergemini väiksema ülepingega metallil - vasel. Lühistatud Zn Cu elektroodidega moodustunud galvaanilises elemendis on anoodiks tsink:

(-) Nõuded: Zn⁰ → tsink²⁺ +2e^-

ja vesinik redutseeritakse vaskkatoodil:

(+) Katoda: 2h⁺ +2e^- → N₂­

liites kokku mõlemad elektroodiprotsesside võrrandid, saame tsingi happes lahustumise reaktsiooni kirje:

Tsink + 2N⁺ → tsink²⁺ + H₂­

Järgmises katses kasutame naatriumhüdroksiidi lahust, tsinkplaati ja terasnaelu (foto 6). Nagu eelmises katses, asetatakse Petri tassi lahjendatud NaOH lahusesse tsinkplaat ja sellele asetatakse nael (raud ei ole amfoteerne metall ega reageeri leelistega). Katse mõju on sarnane – küüne pinnale eraldub vesinik ning tsinkplaati katavad vaid mõned gaasimullid (fotod 7 ja 8). Zn-Fe süsteemi sellise käitumise põhjuseks on ka tsingi vesiniku eraldumise ülepinge, mis on palju suurem kui raual. Ka selles katses on anood tsink:

(-) Nõuded: Zn⁰ → tsink²⁺ +2e^-

ja raudkatoodil vähendatakse vett:

(+) Katoda: 2h₂O + 2e^- → N₂+ 2 ON^-

Lisades mõlemad võrrandid külgedele ja võttes arvesse leeliselist reaktsioonikeskkonda, saame tsingi lahustumisprotsessi põhimõttelise kirje (tekivad tetrahüdroksüintsiidi anioonid):

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