Mikä on yhteys sinkin ja rikkihapon välillä?

Sinkin ja rikkihapon välinen reaktio on yleinen redoksi- tai pelkistys-hapetusreaktio. Redox -reaktiot kuvaavat energian virtausta elektronien muodossa reaktiossa. Sinkki ja rikkihappo yhdistetään johdonmukaisella taipumuksella, että sinkki luovuttaa elektroneja rikkihapossa olevalle vedylle ja sitoutuu sitten jäljelle jääneen sulfaatin kanssa muodostaen sinkkisulfaatin ja vetykaasun. Tätä reaktiota tutkitaan usein kemian luokissa, koska se osoittaa selvästi elektronien siirtymisen hapon ja metallin välillä.

Kun sinkki ja rikkihappo yhdistetään liuokseen, sinkki toimii pelkistävänä aineena ja lahjoittaa elektroneja rikkihapon tuottamille vetyioneille. Tällä tavalla sinkin sanotaan hapettuvan menettäessään elektroneja ja vedyn vähentyessä, kun se saa niitä. Sulfaatti -ionit sitoutuvat sitten sinkkiin muodostaen sinkkisulfaattia ja vety vapautuu vetykaasuna.

Kemian elektrolyytit ovat hyviä johtavuuden lähteitä, koska ne sisältävät runsaasti ioneja, jotka houkuttelevat elektroneja muista aineista. Vesipitoinen rikkihappo toimii elektrolyyttinä, kun happoa muodostavat vety- ja sulfaatti -ionien väliset sidokset vapautuvat veteen. Nämä ionit voivat sitten reagoida vapaasti muiden aineiden, kuten sinkin, kanssa, ja tuloksena oleva elektronien siirto tuottaa energiaa. Sinkin ja rikkihapon reaktiossa rikkihappo on elektrolyytti, joka laukaisee sinkin vapauttamaan elektronit.

Sähköä tuotetaan elektronien virtauksella sinkin ja vedyn välillä elektrolyyttisessä rikkihappoliuoksessa. Puhtaassa reaktiossa tämä energia menetetään lämmönä. Laboratorioesittelyjen aikana elektroniaktiivisuus näkyy liuoksen aktiivisena kuplina. Toisen metallin, kuten kuparin, lisääminen tehostaa reaktiota ja johtaa nopeampaan kuplimiseen. Tätä energiaa voidaan hyödyntää rakentamalla piiri metallien väliin sen sijaan, että niiden annettaisiin reagoida normaalisti.

Esimerkki tästä on akku. Akut toimivat yhdistämällä kaksi elektrolyyttiliuoksessa täytettyä metallia. Akussa sinkkiä pidetään yhdessä kammiossa ja toista metallia erillisessä. Molemmat kylpevät elektrolyytissä laukaistakseen elektronien vapautumisen, jotka virtaavat akun virtapiiriä pitkin ja hyödyntävät energiaa.