Ποια είναι η σύνδεση μεταξύ ψευδαργύρου και θειικού οξέος;

Η αντίδραση μεταξύ ψευδαργύρου και θειικού οξέος είναι μια κοινή αντίδραση οξειδοαναγωγής ή αναγωγής-οξείδωσης. Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής περιγράφουν τη ροή της ενέργειας, με τη μορφή ηλεκτρονίων, σε μια αντίδραση. Ο ψευδάργυρος και το θειικό οξύ συνδέονται με μια σταθερή τάση ο ψευδάργυρος να δίνει ηλεκτρόνια στο υδρογόνο του θειικού οξέος και στη συνέχεια να συνδέεται με το υπόλοιπο θειικό άλας για να σχηματίσει θειικό ψευδάργυρο και αέριο υδρογόνο. Αυτή η αντίδραση μελετάται συχνά σε τάξεις χημείας επειδή δείχνει ξεκάθαρα τη μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ του οξέος και του μετάλλου.

Όταν ο ψευδάργυρος και το θειικό οξύ συνδυάζονται σε ένα διάλυμα, ο ψευδάργυρος δρα ως αναγωγικός παράγοντας και δίνει ηλεκτρόνια στα ιόντα υδρογόνου που παρέχονται από το θειικό οξύ. Με αυτόν τον τρόπο ο ψευδάργυρος λέγεται ότι οξειδώνεται καθώς χάνει ηλεκτρόνια και το υδρογόνο μειώνεται καθώς τα αποκτά. Στη συνέχεια, τα θειικά ιόντα συνδέονται με τον ψευδάργυρο, σχηματίζοντας θειικό ψευδάργυρο και το υδρογόνο απελευθερώνεται ως αέριο υδρογόνο.

Οι ηλεκτρολύτες στη χημεία είναι καλές πηγές αγωγιμότητας καθώς είναι πλούσιοι σε ιόντα που προσελκύουν ηλεκτρόνια από άλλες ουσίες. Το υδατικό θειικό οξύ δρα ως ηλεκτρολύτης όταν οι δεσμοί μεταξύ των υδρογόνου και των θειικών ιόντων που σχηματίζουν το οξύ απελευθερώνονται στο νερό. Αυτά τα ιόντα είναι στη συνέχεια ελεύθερα να αντιδράσουν με πρόσθετες ουσίες, όπως ο ψευδάργυρος, και η προκύπτουσα μεταφορά ηλεκτρονίων παράγει ενέργεια. Σε μια αντίδραση ψευδαργύρου και θειικού οξέος, το θειικό οξύ είναι ο ηλεκτρολύτης που ενεργοποιεί τον ψευδάργυρο να απελευθερώσει τα ηλεκτρόνια του.

Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από τη ροή ηλεκτρονίων μεταξύ ψευδαργύρου και υδρογόνου μέσα στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα θειικού οξέος. Σε μια καθαρή αντίδραση αυτή η ενέργεια χάνεται ως θερμότητα. Κατά τη διάρκεια εργαστηριακών επιδείξεων η δραστηριότητα των ηλεκτρονίων είναι ορατή ως ενεργή φυσαλίδα του διαλύματος. Η προσθήκη ενός άλλου μετάλλου, όπως ο χαλκός, εντείνει την αντίδραση και έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη δημιουργία φυσαλίδων. Αυτή η ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί δημιουργώντας ένα κύκλωμα μεταξύ των μετάλλων αντί να τα αφήσουμε να αντιδράσουν κανονικά.

Ένα παράδειγμα αυτού είναι μια μπαταρία. Οι μπαταρίες λειτουργούν συνδέοντας δύο μέταλλα λουσμένα σε ηλεκτρολυτικά διαλύματα. Σε μια μπαταρία, ο ψευδάργυρος διατηρείται σε έναν θάλαμο και ένα άλλο μέταλλο διατηρείται σε ξεχωριστό. Και τα δύο λούζονται σε έναν ηλεκτρολύτη για να πυροδοτήσουν την απελευθέρωση ηλεκτρονίων που ρέουν κατά μήκος ενός κυκλώματος μέσα στην μπαταρία που αξιοποιεί την ενέργεια.