2Ag + 2OH– =Ag2O + H2O + 2e–

с последующим окислением до иона двухвалентного серебра:

Ag + 2OH– = 2AgO + H2O + 2e–

На катоде происходит процесс восстановления:

+2Zn(OH)2 + 4e– = 2Zn + 4OH–

После того, как потенциал серебряного электрода достигнет величины потенциала выделения кислорода, главной реакцией становится реакция образования кислорода:

4OH– ® 2H2O + O2 + 4e–

Напряжение аккумулятора при этом снова возрастает и за время менее одного часа достигает величины 2,1 В. Продолжение заряда аккумулятора не только бесполезно, но и вредно, т.к. во первых аккумулятор уже не воспринимает емкости, а во вторых выделяющийся на серебряных электродах кислород окисляет целлофановую сепарацию и тем самым уменьшает её прочность. Кроме того, в результате наступающего электролиза цинкатного электролита на цинковых электродах начнется выделение цинка в виде дендритов, которые могут легко прокалывать сеперацию. Поэтому систематический перезаряд серебряно-цинкового аккумулятора резко снижает срок его службы.

При отборе электрического тока, т.е. при работе аккумулятора в режиме разряда, протекают следующие электрохимические процессы:

На аноде внутренней цепи происходит реакция окисления металлического цинка:

2Zn + 4OH– = ZnO + HOH + Zn(OH)2 + 4e–

На катоде внутренней цепи протекает реакция:

2AgO + 2e– + HOH = Ag2O + 2OH–

т.е. происходит реакция восстановления иона двухвалентного серебра до одновалентного иона и далее до чистого серебра по схеме:

Ag2O + 2e– + HOH = 2Ag + 2OH–

Суммарное уравнение записывается в виде:

2AgO + HOH + 2Zn = 2Ag + ZnO + Zn(OH)2

При заряде эта реакция идет в прямом направлении, а при разряде – в обратном.

Ц и н к

1. Электронное строение.

Zn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

2. Положение в периодической системе элементов Д. И. Менделеева.

Элемент цинк (Zn) в таблице Менделеева имеет порядковый номер 30. Он находится в четвертом периоде второй группы.

3. Важнейшие физические свойства.

Цинк представляет собой синевато - белый металл, плавящийся при 419° С, а при 913° С превращающийся в пар; плотность его равна 7,14 г/см3. При обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-110° С он хорошо гнется и прокатывается в листы.

4. Взаимодействие с окислителями.

На воздухе цинк покрывается тонким слоем окиси или основного карбоната, предохраняющим его от дальнейшего окисления. Вода почти не действует на цинк, хотя он и стоит в ряду напряжений значительно левее водорода. Это объясняется тем, что образующаяся на поверхности цинка при взаимодействии его с водой гидроокись практически нерастворима и препятствует дальнейшему течению реакции.

Цинк является довольно активным металлом.

1. Он легко взаимодействует со многими неметаллами: кислородом, галогенами:

а) 2Zn + O2 = 2ZnO (оксид цинка)

Zn0 – 2e– = 2Zn2+

O2 + 4e–=2O22–

б) Zn + Cl2 = ZnCl2 (хлорид цинка)

Zn0 – 2e– = 2Zn2+

Cl2 + 2e–=2Cl–

2. При нагревании взаимодействует с водой:

Zn + H2O = ZnO + H2­

Zn0 – 2e– = 2Zn2+

2H2O + 2e– = H20 + 2OH–

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(2H2O/H2, OH–) = -0,414 В

j(Zn0/Zn2+)<j(2H2O/H2, OH–)Þ реакция возможна

3. Взаимодействует с щелочами:

– при взаимодействии с водным раствором щелочи образуется комплексная соль цинковой кислоты ( гидроксоцинкат натрия ).

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2­

Zn0 – 2e– = 2Zn2+

2H2O + 2e– = H20 + 2OH–

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(2H2O/H2, OH–) = -0,414 В

j(Zn0/Zn2+)<j(2H2O/H2, OH–)Þ реакция возможна

5. Взаимодействует с кислотами:

– с соляной кислотой с образованием хлорида цинка:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

2H+ + 2e– = H2

Zn - 2e– = Zn2+

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(H+/H2)=0

j(H+/H2)> j(Zn0/Zn2+)Þ реакция возможна

– с серной кислотой с образование различных веществ в зависимости от концентрации кислоты:

Zn + 2H2SO4 конц.= ZnSO4 + SO2­ + 2H2O

SO42- + 4H+ + 2e–® SO2 + 2H2O

Zn0 - 2e– = Zn2+

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(SO42-,H+/SO2) = 0,438 В

jОК < jВОССТ Þ реакция возможна

3Zn + 4H2SO4 разб. = 3ZnSO4 + S + 4H2O

HSO4- + 7H+ + 6e- = S + 4H2O

Zn0 – 2e- = Zn2+

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(SO4-, H+/S) = 0,35 В

jОК < jВОССТ Þ реакция возможна

– с азотной кислотой с образованием различным веществ в зависимости от концентрации кислоты:

Zn + 4HNO3 конц. = Zn(NO3)2 + 2NO2­ + 2H2O

Zn0 – 2e- = Zn2+

NO3- + 2H+ + e- = NO2 + H2O

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(NO3-/NO2) = 0,80 В

jОК < jВОССТ Þ реакция возможна

4Zn + 10HNO3 РАЗБ. = 4Zn(NO3)2 + N2O­ + 5H2O

j(Zn0/Zn2+) = -0,763 В

j(NO3-,H/NH4NO3) = 0,94 В

jОК < jВОССТ Þ реакция возможна