Цахилгаан химийн дугуйнууд - "Идэвхгүй" цайр

Цайр нь идэвхтэй металл гэж тооцогддог. Сөрөг стандарт боломж нь хүчилтэй хүчтэй урвалд орж, тэдгээрээс устөрөгчийг зайлуулна гэсэн үг юм. Үүнээс гадна амфотер металлын хувьд суурьтай урвалд орж харгалзах нийлмэл давс үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч цэвэр цайр нь хүчил, шүлтэнд маш тэсвэртэй байдаг. Үүний шалтгаан нь энэ металлын гадаргуу дээрх устөрөгчийн хувьслын асар их нөөц юм. Цайрын хольц нь гальваник микроэлемент үүсэх, улмаар тэдгээрийг уусгахад хүргэдэг.

Эхний туршилтын хувьд танд хэрэгтэй болно: давсны хүчил HCl, цайрын хавтан, зэс утас (зураг 1). Бид хавтанг шингэрүүлсэн давсны хүчлээр дүүргэсэн Петрийн аяганд хийж (зураг 2), дээр нь зэс утсыг (зураг 3) хийж, HCl нөлөөлөхгүй нь ойлгомжтой. Хэсэг хугацааны дараа устөрөгч нь зэсийн гадаргуу дээр эрчимтэй ялгардаг (зураг 4, 5), цайр дээр хэдхэн хийн бөмбөлөг ажиглагдаж болно. Үүний шалтгаан нь дээр дурдсан устөрөгчийн задралын хэт хүчдэл нь цайр дээр байгаа бөгөөд энэ нь зэсээс хамаагүй их юм. Нийлмэл металлууд нь хүчиллэг уусмалын хувьд ижил потенциалд хүрдэг боловч устөрөгч нь бага хэт хүчдэлтэй зэс дээр илүү амархан тусгаарлагддаг. Богино холболттой Zn Cu электрод бүхий гальваник эсэд цайр нь анод болно.

(-) Тавигдах шаардлага: Zn⁰ → цайр²⁺ + 2e^-

ба устөрөгч нь зэс катод дээр буурдаг:

(+) Катода: 2H⁺ + 2e^- → Х₂­

электродын үйл явцын тэгшитгэлийг хоёуланг нь нэмснээр цайрын хүчилд уусгах урвалын бүртгэлийг олж авна.

Цайр + 2H⁺ → цайр²⁺ + H₂­

Дараагийн туршилтанд бид натрийн гидроксидын уусмал, цайрын хавтан, ган хадаас ашиглана (зураг 6). Өмнөх туршилтын нэгэн адил цайрын хавтанг шингэрүүлсэн NaOH уусмалд Петрийн аяганд хийж, дээр нь хадаас тавьдаг (төмөр нь амфотер металл биш, шүлттэй урвалд ордоггүй). Туршилтын үр нөлөө нь ижил төстэй байдаг - хадаасны гадаргуу дээр устөрөгч ялгарч, цайрын хавтан нь хэдхэн хийн бөмбөлөгөөр бүрхэгдсэн байдаг (зураг 7, 8). Zn-Fe системийн ийм зан үйлийн шалтгаан нь цайр дахь устөрөгчийн хувьслын хэт хүчдэл бөгөөд энэ нь төмрөөс хамаагүй их байдаг. Мөн энэ туршилтанд цайр нь анод юм.

(-) Тавигдах шаардлага: Zn⁰ → цайр²⁺ + 2e^-

ба төмрийн катодын ус багасдаг:

(+) Катода: 2H₂O + 2e^- → Х₂+ 2ON^-

Хоёр тэгшитгэлийг хажуу тал дээр нэмж, шүлтлэг урвалын орчинг харгалзан бид цайрын уусгах үйл явцын бичлэгийг зарчмын хувьд олж авна (тетрагидроксинцидын анионууд үүсдэг):

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