மின்வேதியியல் சவாரிகள் - "செயலற்ற" துத்தநாகம்
துத்தநாகம் செயலில் உள்ள உலோகமாகக் கருதப்படுகிறது. எதிர்மறையான நிலையான சாத்தியம், அது அமிலங்களுடன் வன்முறையாக வினைபுரிந்து, அவற்றிலிருந்து ஹைட்ரஜனை இடமாற்றம் செய்யும் என்று கூறுகிறது. கூடுதலாக, ஒரு ஆம்போடெரிக் உலோகமாக, இது அடிப்படைகளுடன் வினைபுரிந்து தொடர்புடைய சிக்கலான உப்புகளை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், தூய துத்தநாகம் அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது. காரணம், இந்த உலோகத்தின் மேற்பரப்பில் ஹைட்ரஜன் பரிணாம வளர்ச்சியின் பெரிய திறன் உள்ளது. துத்தநாக அசுத்தங்கள் கால்வனிக் மைக்ரோசெல்களின் உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கின்றன, இதன் விளைவாக, அவற்றின் கலைப்பு.
முதல் சோதனைக்கு உங்களுக்குத் தேவைப்படும்: ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் HCl, துத்தநாகத் தகடு மற்றும் செப்பு கம்பி (புகைப்படம் 1). நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (புகைப்படம் 2) நிரப்பப்பட்ட ஒரு பெட்ரி டிஷில் தட்டை வைத்து, அதன் மீது செப்பு கம்பியை வைக்கிறோம் (புகைப்படம் 3), இது HCl வெளிப்படையாக பாதிக்காது. சிறிது நேரம் கழித்து, ஹைட்ரஜன் செப்பு மேற்பரப்பில் தீவிரமாக வெளியிடப்படுகிறது (புகைப்படங்கள் 4 மற்றும் 5), மற்றும் துத்தநாகத்தில் ஒரு சில வாயு குமிழ்கள் மட்டுமே காணப்படுகின்றன. காரணம், துத்தநாகத்தின் மீது ஹைட்ரஜன் பரிணாம வளர்ச்சியின் மேற்கூறிய அதிகப்படியான மின்னழுத்தம் ஆகும், இது தாமிரத்தை விட அதிகமாக உள்ளது. இணைந்த உலோகங்கள் அமிலக் கரைசலைப் பொறுத்தமட்டில் அதே ஆற்றலை அடைகின்றன, ஆனால் ஹைட்ரஜன் மிக எளிதாக உலோகத்தின் மீது குறைந்த அதிக மின்னழுத்தத்துடன் பிரிக்கப்படுகிறது - தாமிரம். சுருக்கப்பட்ட Zn Cu மின்முனைகளுடன் உருவாக்கப்பட்ட கால்வனிக் கலத்தில், துத்தநாகம் நேர்மின்முனையாகும்:
(-) தேவைகள்: Zn0 → துத்தநாகம்2+ + 2-
மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஒரு செப்பு கேத்தோடில் குறைக்கப்படுகிறது:
(+) கடோடா: 2எச்+ + 2- → என்2
எலக்ட்ரோடு செயல்முறைகளின் இரண்டு சமன்பாடுகளையும் சேர்த்து, அமிலத்தில் துத்தநாகக் கரைப்பின் எதிர்வினையின் பதிவைப் பெறுகிறோம்:
துத்தநாகம் + 2H+ → துத்தநாகம்2+ + எச்2
அடுத்த சோதனையில், சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசல், துத்தநாகத் தகடு மற்றும் எஃகு ஆணி (புகைப்படம் 6) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துவோம். முந்தைய பரிசோதனையைப் போலவே, ஒரு பெட்ரி டிஷில் நீர்த்த NaOH கரைசலில் ஒரு துத்தநாகத் தகடு வைக்கப்பட்டு அதன் மீது ஒரு ஆணி வைக்கப்படுகிறது (இரும்பு ஒரு ஆம்போடெரிக் உலோகம் அல்ல மற்றும் காரங்களுடன் வினைபுரியாது). பரிசோதனையின் விளைவு ஒத்ததாக இருக்கிறது - நகத்தின் மேற்பரப்பில் ஹைட்ரஜன் வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் துத்தநாகத் தகடு ஒரு சில வாயு குமிழ்களால் மூடப்பட்டிருக்கும் (புகைப்படங்கள் 7 மற்றும் 8). Zn-Fe அமைப்பின் இந்த நடத்தைக்கான காரணம் துத்தநாகத்தின் மீது ஹைட்ரஜன் பரிணாம வளர்ச்சியின் அதிகப்படியான மின்னழுத்தமாகும், இது இரும்பை விட அதிகமாக உள்ளது. மேலும் இந்த பரிசோதனையில், துத்தநாகம் நேர்மின்முனையாகும்:
(-) தேவைகள்: Zn0 → துத்தநாகம்2+ + 2-
மற்றும் இரும்பு கேத்தோடில் நீர் குறைக்கப்படுகிறது:
(+) கடோடா: 2எச்2O + 2e- → என்2+ 2ON-
இரண்டு சமன்பாடுகளையும் பக்கங்களிலும் சேர்த்து, அல்கலைன் எதிர்வினை ஊடகத்தை கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், கொள்கையளவில் துத்தநாகக் கரைப்பு செயல்முறையின் பதிவைப் பெறுகிறோம் (டெட்ராஹைட்ராக்சின்சைடு அனான்கள் உருவாகின்றன):
துத்தநாகம் + 2OH- + 2H2O → [Zn (ON)4]2- + எச்2
