2. Principio de la batería primaria de cobre-zinc
Cuando los electrodos de cobre y zinc se sumergen juntos en H2SO4 diluido, el zinc es más activo que el cobre y pierde electrones fácilmente. El zinc se oxida a Zn2 y entra en la solución, y los electrones fluyen desde la lámina de zinc a la lámina de cobre a través del alambre. El H en la solución recibe electrones de la lámina de cobre y se reduce a átomos de hidrógeno.
Los átomos de hidrógeno se combinan para formar moléculas de hidrógeno y se liberan de la lámina de cobre. La reacción entre los dos polos es la siguiente:
Electrodo negativo: Zn-2e=Zn2
Electrodo positivo: 2H 2e=H2 (gas) (la solución de sulfato de cobre es la solución electrolítica ).
La reacción total es Zn 2H =Zn2 H2 ↑.
3. Experimento con batería primaria de cobre-zinc
[Equipo]
Tubo de ensayo, pinzas, varilla de cobre, HgCl2, solución de ácido sulfúrico 0,1mol l-1. .
[Operación]
Coge un tubo de ensayo y coloca en ángulo un grano grande de zinc puro (si no hay zinc puro, remoja el zinc crudo en una solución saturada de cloruro de mercurio). y use pinzas para sacarlo y lavarlo), luego verter en una solución de ácido sulfúrico de 0,1 mol L-1 y observar las burbujas que se escapan de la superficie.
En una solución que contiene zinc puro y 0,1 mol·L-1 de ácido sulfúrico, se inserta una varilla de cobre puro sobre la superficie del zinc puro. Se puede observar que existen pocas burbujas en la superficie del zinc. pero la varilla de cobre insertada en la superficie del líquido hay muchas burbujas alrededor de la varilla.
En las baterías primarias de zinc-cobre, la fuente de burbujas en la superficie del cobre no puede ser la reacción entre el cobre y el ácido sulfúrico diluido, sino la reacción entre los electrones perdidos por el zinc y los iones de hidrógeno en la solución: Se puede inferir que el zinc fluye. Cuando se retira el cable de cobre, los electrones fluyen y se transfieren a los iones de hidrógeno que rodean el cobre.