Zapoznaj się z opisem doświadczenia dotyczącego przewidywania przebiegu reakcji redoks, na podstawie potencjałów standardowych półogniw. Na koniec rozwiąż krótkie zadanie sprawdzające.

Analiza doświadczenia: Przewidywanie przebiegu reakcji redoks na podstawie potencjałów standardowych półogniw.

Problem badawczy: Czy można przewidzieć przebieg reakcji redoks na podstawie potencjałów standardowych półogniw?

Hipoteza: Na podstawie potencjałów standardowych półogniw można przewidzieć przebieg reakcji redoks.

Reagenty:

- HCl (1 mol na decymetr sześcienny)

- siarczan($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$) CuSO₄ (1 mol na decymetr sześcienny)

- siarczan($\mathrm{VI}$) cynku ZnSO₄ (1 mol na dm³)

Sprzęt laboratoryjny:

- zlewki - naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych

- cylindry miarowe - podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca z umieszczoną na ściance podziałką objętości. Służy do odmierzania cieczy

- druciki metalowe (dwa miedziane i dwa cynkowe).

Wykonanie:

Część $\mathrm{I}$.

1. Na środku stołu laboratoryjnego postawiono dwie zlewki.

2. Za pomocą cylindra miarowego do każdej zlewki dodano 10 centymetrów sześciennych kwasu chlorowodorowego.

3. Do pierwszej zlewki (po lewej stronie) dodano drucik cynkowy, a do drugiej zlewki (po prawej stronie) drucik miedziany.

Część $\mathrm{II}$.

4. Na środku stołu laboratoryjnego postawiono dwie zlewki.

5. Za pomocą cylindra miarowego do pierwszej zlewki (po lewej stronie) dodano 10 centymetrów sześciennych roztworu siarczanu($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$).

6. Za pomocą cylindra miarowego do drugiej zlewki (po prawej stronie) dodano 10 centymetrów sześciennych roztworu siarczanu($\mathrm{VI}$) cynku.

7. Do pierwszej zlewki (po lewej stronie) dodano drucik cynkowy, a do drugiej zlewki (po prawej stronie) drucik miedziany.

Obserwacje:

Po umieszczeniu drucika cynkowego w zlewce, zawierającej kwas chlorowodorowy, wydzielają się pęcherzyki gazu, a drucik się roztwarza.

Po umieszczeniu drucika miedziowego w zlewce, zawierającej kwas chlorowodorowy, nie obserwuje się żadnych zmian.

Po umieszczeniu drucika cynkowego w zlewce, zawierającej wodny roztwór siarczanu($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$), drucik pokrywa się ceglastoczerwonym nalotem, a roztwór zmienia barwę z niebieskiej na bezbarwną.

Po umieszczeniu drucika miedziowego w zlewce, zawierającej wodny roztwór siarczanu($\mathrm{VI}$) cynku, nie obserwuje się żadnych zmian.

Wyniki:

Miedź nie ulega reakcji utleniania zarówno w kontakcie z kwasem chlorowodorowym, jak i w kontakcie z siarczanem($\mathrm{VI}$) cynku. Z kolei cynk ulega reakcji utleniania zarówno w kontakcie z kwasem chlorowodorowym, jak i z siarczanem($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$).

Wnioski:

Cynk ulega reakcji utleniania, wypierając wodór z kwasu, czego skutkiem jest wydzielanie się gazowego wodoru oraz roztwarzanie cynkowego drutu. Cynk utlenia się także w kontakcie z siarczanem($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$), co skutkuje wytrącaniem się metalicznej miedzi i zmianą barwy roztworu, wskutek wypierania miedzi z siarczanu($\mathrm{VI}$) miedzi($\mathrm{II}$) z wytworzeniem siarczanu($\mathrm{VI}$) cynku. Miedź z kolei nie ulega reakcji w żadnym wypadku. Zdolność do utleniania jest więc bezpośrednio skorelowana z potencjałem standardowym półogniw, bowiem im niższa jest wartość tego potencjału, tym większa skłonność danego metalu do utleniania. Miedź nie może w proponowanych doświadczeniach ulegać utlenieniu, ponieważ potencjał półogniwa, w którym powinna zajść redukcja, jest w obu przypadkach niższy niż potencjał półogniwa miedziowego.

Hipoteza została potwierdzona.