ელექტროქიმიური ატრაქციონები - "არააქტიური" თუთია

თუთია ითვლება აქტიურ ლითონად. ნეგატიური სტანდარტის პოტენციალი ვარაუდობს, რომ ის ძალადობრივად რეაგირებს მჟავებთან, მათგან წყალბადის გადაადგილებას. გარდა ამისა, როგორც ამფოტერული ლითონი, ის ასევე რეაგირებს ფუძეებთან შესაბამისი რთული მარილების წარმოქმნით. თუმცა, სუფთა თუთია ძალიან მდგრადია მჟავებისა და ტუტეების მიმართ. მიზეზი არის წყალბადის ევოლუციის დიდი რეპოტენციალი ამ ლითონის ზედაპირზე. თუთიის მინარევები ხელს უწყობს გალვანური მიკროუჯრედების წარმოქმნას და, შესაბამისად, მათ დაშლას.

პირველი ტესტისთვის დაგჭირდებათ: ჰიდროქლორინის მჟავა HCl, თუთიის ფირფიტა და სპილენძის მავთული (ფოტო 1). თეფშს ვდებთ განზავებული მარილმჟავით შევსებულ პეტრის ჭურჭელში (ფოტო 2) და ზედ ვასხამთ სპილენძის მავთულს (ფოტო 3), რაზეც HCl აშკარად არ მოქმედებს. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, წყალბადი ინტენსიურად გამოიყოფა სპილენძის ზედაპირზე (ფოტოები 4 და 5), თუთიაზე კი მხოლოდ რამდენიმე გაზის ბუშტი შეიმჩნევა. მიზეზი წყალბადის ევოლუციის ზემოაღნიშნული გადაძაბვაა თუთიაზე, რაც გაცილებით მეტია ვიდრე სპილენძზე. გაერთიანებული ლითონები ერთსა და იმავე პოტენციალს აღწევს მჟავა ხსნართან მიმართებაში, მაგრამ წყალბადი უფრო ადვილად გამოიყოფა ლითონზე უფრო დაბალი ძაბვით - სპილენძი. ჩამოყალიბებულ გალვანურ უჯრედში მოკლე Zn Cu ელექტროდებით, თუთია არის ანოდი:

(-) მოთხოვნები: Zn⁰ → თუთია²⁺ + 2^-

და წყალბადი მცირდება სპილენძის კათოდზე:

(+) კათოდი: 2H⁺ + 2^- → ნ₂­

ელექტროდული პროცესების ორივე განტოლების დამატებით, მივიღებთ ჩანაწერს მჟავაში თუთიის დაშლის რეაქციის შესახებ:

თუთია + 2H⁺ → თუთია²⁺ + H₂­

შემდეგ ტესტში გამოვიყენებთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარს, თუთიის ფირფიტას და ფოლადის ლურსმნებს (ფოტო 6). როგორც წინა ექსპერიმენტში, პეტრის ჭურჭელში ნაოჰ-ის განზავებულ ხსნარში ათავსებენ თუთიის ფირფიტას და მასზე ათავსებენ ლურსმანის (რკინა არ არის ამფოტერული ლითონი და არ რეაგირებს ტუტეებთან). ექსპერიმენტის ეფექტი მსგავსია - წყალბადი გამოიყოფა ფრჩხილის ზედაპირზე, ხოლო თუთიის ფირფიტა დაფარულია მხოლოდ რამდენიმე გაზის ბუშტით (ფოტოები 7 და 8). Zn-Fe სისტემის ამ ქცევის მიზეზი ასევე არის თუთიაზე წყალბადის ევოლუციის გადაჭარბებული ძაბვა, რაც ბევრად მეტია, ვიდრე რკინაზე. ასევე ამ ექსპერიმენტში თუთია არის ანოდი:

(-) მოთხოვნები: Zn⁰ → თუთია²⁺ + 2^-

და რკინის კათოდზე წყალი მცირდება:

(+) კათოდი: 2H₂O + 2e^- → ნ₂+ 2 ჩართული^-

გვერდებზე ორივე განტოლების მიმატებით და ტუტე რეაქციის საშუალების გათვალისწინებით, ჩვენ ვიღებთ თუთიის დაშლის პროცესის პრინციპის ჩანაწერს (ფორმირდება ტეტრაჰიდროქსიინციდური ანიონები):

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