Doświadczenie 3:
Do dwóch probówek wrzucono po jednej granulce cynku oraz wlano taką samą objętość 1M kwasu siarkowego(VI). Dodatkowo do jednej probówki dodano kilka kropel rozcieńczonego roztworu siarczanu (VI) miedzi.
Czas | Obserwacje |
---|---|
Początek Godz. 12:37 |
Granulki cynku o kolorze srebrzystym zostały wrzucone do obu probówek. Po dodaniu do obu 1M kwasu siarkowego (VI) oraz dodatkowo do probówki nr 1 CuSO4, zaczęto obserwacje. Obie próbki zareagowały natychmiastowo. Próbka nr 1: Malutkie pęcherzyki gazowe wydzielają się gwałtownie, osad zostaje wytrącany z próbki, kolor cynku jest srebrzysty, ciesz stała się mętna. Próbka nr 2: Pęcherzyki gazowe wydzielają się wolniej, jest ich znacznie mniej niż w próbce nr 1,nie widać osadu, kolor próbki pozostaje bez zmian, ciesz jest klarowna. |
Po 15 minutach Godz. 12:52 |
Próbka nr 1: Ilość pęcherzyków cały czas wzrasta, osadziły się na ściankach probówki, grudka cynku zmieniła swoją wielkość: zmalała o ok. 1/4 w stosunku do początkowej wielkości, kolor próbki zmienił się na brudno-szary(ciemnoszary). Próbka nr 2: Ilość pęcherzyków również wzrasta, ale nie tak znacznie jak w próbce nr 1, nastąpiła nieznaczna zmiana w wielkości grudki cynku, kolor nie zmienił się, ciesz przejrzysta. |
Po 30 minutach Godz. 13:07 |
Próbka nr 1: Ilość pęcherzyków znacznie zmniejszyła się, na ściankach są nadal osadzone małe pęcherzyki, ostre krawędzie postrzępiły się, grudka została jeszcze bardziej zżarta, próbka pod wpływem działania kwasów unosi się i opuszcza, kolor zmienił się na bordowo-brunatny. Próbka nr 2: Szybkość reakcji nieco przyspieszyła, na ściankach osadziły się pęcherzyki, wielkość grudki zmalała o ok. ¼ w stosunku do początkowej wielkości, na środku grudki pojawiła się rudawa plamka, kolor cieczy stał się mniej przeźroczysty. |
Koniec- probówka nr 1 po 49 min Po 55 minutach Godz. 13:32 |
Próbka nr 1: O godzinie 13:26 gaz przestał się wydzielać, grudka stała się niewielka, powierzchnia grudki jest porowata, wyboista. Pod wpływem poruszania probówki mogłaby rozdrobnić się na jeszcze mniejsze fragmenty, grudka przyjęła barwę rdzy. Próbka nr 2: Pęcherzyki ulatniają się intensywniej, pomniejsza się wielkość grudki, na powierzchni pojawiło się parę malutkich rdzawych kropek. |
Probówka nr 1: H2SO4 ,Zn z dodatkiem kationów miedzi- CuSO4
2Zn+H2SO4+CuSO42ZnSO4+Cu+H2
Probówka nr2: H2SO4, Zn
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
Wyjaśnienie do obserwacji zachodzących w probówce nr 1:
Cynk jako metal o potencjale niższym wypiera wodór z jego kwasu (ulatniają się pęcherzyki gazu)
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
Cynk wpiera również miedź
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Powstaje ogniwo, gdzie rolę anody pełni cynk.
Anoda: Zn – 2e → Zn2+
Cu: Katoda: 2H2+ + 2e → H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 +H2 ↑
Wnioski:
W probówce nr 1 z dodatkiem CuSO4 reakcja zachodzi bardzo gwałtownie i po pierwszych minutach zaczyna wytrącać się osad. W probówce nr 2 reakcja nie zachodzi tak gwałtownie. Cynk wolno roztwarza się w kwasach, dopiero obecność metali o wyższym potencjale (np. miedzi) przyspiesza gwałtownie reakcje. Jest to spowodowane tym, że metale bardziej aktywne wypierają jony metali mniej aktywnych. Cynk wypiera zarówno wodór jak i miedź z roztworu z dodatkiem siarczanu VI miedzi II, co powoduje przyspieszenie reakcji. W drugiej próbce zachodziła jedna reakcja, w której wydzielał się wodór. W roztworze z dodatkiem CuSO4 zachodzą trzy reakcje i aż w dwóch z nich wydziela się wodór.
Metal mniej szlachetny zanurzony w roztworze soli metalu bardziej szlachetnego będzie wypierał jony metalu bardziej szlachetnego, zgodnie z reakcją:
Me1 + Me2n+ → Me1n+ + Me2