Условие задачи

Цинковую пластинку поместили в водный раствор хлорида цинка. Через некоторое время можно наблюдать появление пузырьков газа. Какой это газ? Объясните произошедшее явление.

Решение

Дисциплина: химия (анализ химических реакций, особенно окислительно-восстановительные процессы).

Задача описывает следующую ситуацию. Водный раствор хлорида цинка (ZnCl₂) обладает кислыми свойствами, так как ионы цинка (Zn²⁺) гидролизуются, и в растворе выделяются протоны (H⁺). При помещении цинковой пластинки (Zn) в такой раствор происходит реакция между металлическим цинком и водородными ионами.

Основное уравнение реакции можно записать в виде двух полуреакций:

1. Окисление цинка (на аноде):
Zn (тв.) → Zn²⁺ (раств.) + 2 e⁻

2. Восстановление водородных ионов (на катоде):
2 H⁺ (раств.) + 2 e⁻ → H₂ (газ)

Суммарное уравнение реакции:
Zn (тв.) + 2 H⁺ (раств.) → Zn²⁺ (раств.) + H₂ (газ)

Таким образом, наблюдаемые пузырьки – это водород (H₂).

Объяснение явления:
Цинк является более активным металлом, чем водород, и согласно последовательности активности металлов способен вытеснять водород из кислотного раствора. В данном случае раствор хлорида цинка обладает кислыми свойствами (благодаря гидролизу и возможной кислотности исходного раствора), поэтому ионы H⁺ присутствуют в нем. Реакция цинка с водородными ионами приводит к образованию растворимых ионов цинка (Zn²⁺) и выделению водорода в виде газа.

Итог: При помещении цинковой пластинки в водный раствор хлорида цинка происходит окислительно-восстановительная реакция, вследствие которой выделяется водород (H₂), что и наблюдается в виде пузырьков газа.