Gdy kwas chlorowodorowy i cynk są połączone, tworzą gazowy wodór i chlorek cynku, który jest solą. Jest to pojedyncza reakcja zastępcza, w której cynk zastępuje wodór.
Aby przeprowadzić ten eksperyment, naukowiec zaczyna od dodania niewielkiej ilości kwasu chlorowodorowego do szalki Petriego lub kolby. Następnie do kwasu chlorowodorowego dodaje się niewielki kawałek metalu cynkowego. Gdy cynk wprowadza się do kwasu solnego, gwałtownie pęcznieje i wytwarza gazowy wodór. Jeśli naukowiec umieści balon nad kolbą, będzie on wychwytywał gaz wodorowy i rozszerzał się.
Reakcje redukcji utleniania
Interakcja kwasu solnego i cynku jest nazywana reakcją utleniania i redukcji. Jest to również określane jako reakcja redoks. Ten typ reakcji obejmuje wymianę elektronów między dwoma pierwiastkami. Jest to w zasadzie reakcja chemiczna, która zmienia liczbę utlenioną atomu, cząsteczki lub jonu przez upuszczenie lub pozyskanie elektronu. Utlenianie zachodzi, gdy elektrony są tracone, podczas gdy redukcja następuje po uzyskaniu elektronów. Reakcje utleniania i redukcji są powszechne i występują w wielu podstawowych procesach życiowych. Oddech, korozja, rdzewienie i fotosynteza to przykłady reakcji redoks. Stan utleniania pierwiastka odnosi się do liczby elektronów, które atom wykorzystuje, traci lub zyskuje, gdy łączy się z innym związkiem. Aby określić stopień utlenienia atomu, naukowcy stosują siedem standardowych zasad. W związkach obojętnych suma stanów utlenienia powinna wynosić zero. Suma stanów utlenienia powinna być równa ładunkowi jonów wieloatomowych.
Reakcje na spalanie
Reakcje utleniania i redukcji dzielą się na cztery rodzaje: połączenie i rozkład, pojedyncze i podwójne przesunięcie, spalanie i dysproporcjonowanie. Reakcja cynku i kwasu solnego jest w szczególności reakcją spalania, która jest również nazywana reakcją egzotermiczną. Reakcje egzotermiczne zawsze zawierają tlen i zawsze generują ciepło. Reakcje generujące ciepło i światło nazywane są reakcjami spalania. W większości przypadków reakcje egzotermiczne obejmują utlenianie chemiczne przez tlen. W reakcjach egzotermicznych zużywa się mniej energii, aby rozerwać wiązania w reagentach, niż utworzyć nowe wiązania w otrzymanym produkcie. Inne przykłady reakcji egzotermicznych to spalanie drewna opałowego i wytwarzanie energii jądrowej.
Wodór gazowy
Gazowy wodór wytwarzany przez cynk i kwas chlorowodorowy ma wiele zastosowań. Wodór jest jednym z najobficiej występujących pierwiastków we wszechświecie i odgrywa ważną rolę w wielu funkcjach życia codziennego. Na Ziemi występuje w wodzie i cząsteczkach tworzących żywe organizmy. Wodór występuje także w gwiazdach i planetach. Nie ma smaku, koloru ani zapachu i jest jednym z najmniej gęstych gazów. Wodór jest łatwopalny, ale wymaga zapalenia tlenu. Wodór służy wielu praktycznym zastosowaniom w społeczeństwie, ponieważ jest wszechstronny i dość łatwy do wytworzenia. Wodór jest podstawowym składnikiem wielu rodzajów energii i nie wytwarza toksycznych emisji, gdy jest wykorzystywany jako ogniwo paliwowe. Jest produkowany z biomasy, paliw kopalnych i odnawialnych źródeł energii. Jest również używany do produkcji etanolu i może zasilać pojazdy elektryczne. Ze względu na swoje praktyczne zastosowanie, wodór jest również stosowany w przemyśle, a nawet w wojsku.
