1. Elektrolytisk cellinställning:
* Elektroder: Du behöver två elektroder, en tillverkad av ett inert material som grafit eller platina (anoden) och den andra gjord av en lämplig metallliknande stål (katoden).
* elektrolyt: Förbered en lösning av zinksulfat (ZnSO₄) i vatten. Detta kommer att fungera som elektrolyten, vilket ger joner för reaktionen.
2. Elektrolysprocess:
* likström: Applicera en likström (DC) på elektroderna. Anoden kommer att anslutas till kraftkällans positiva terminal och katoden till den negativa terminalen.
* Reaktioner:
* anod (oxidation): Vid anoden kommer sulfatjoner (So₄²⁻) att oxideras och frigör elektroner:
2SO₄²⁻ → S₂O₈²⁻ + 2E⁻
* katod (reduktion): Vid katoden kommer zinkjoner (Zn²⁺) att reduceras genom att acceptera elektroner från katoden:
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn
* zinkavlagring: De reducerade zinkjonerna (Zn) kommer att plattas på ytan på katoden och bildar fast zinkmetall.
3. Viktiga överväganden:
* spänning: Den applicerade spänningen bör vara tillräcklig för att övervinna reaktionens elektrokemiska potential. Du måste konsultera en tabell över elektrokemiska potentialer för zink och sulfat för att bestämma lämplig spänning.
* renhet: Renheten hos den producerade zinken beror på renheten hos det initiala zinksulfatet och elektrolysens förhållanden.
* Säkerhet: Elektrolys kan generera värme och gaser, så det är viktigt att utföra det i ett väl ventilerat område och med lämpliga säkerhetsåtgärder.
Övergripande ekvation:
Znso₄ (aq) + 2h₂o (l) → Zn (s) + h₂so₄ (aq) + h₂ (g)
Obs: Detta är en förenklad förklaring. Den faktiska processen kan involvera ytterligare sidoreaktioner och bildandet av andra produkter.
Alternativa metoder:
Medan elektrolys är den vanligaste metoden inkluderar andra metoder för att erhålla zink från zinksulfat:
* förskjutningsreaktion: Använd en mer reaktiv metall som magnesium för att förskjuta zink från lösningen:
Znso₄ (aq) + mg (s) → Zn (s) + mgso₄ (aq)
* kemisk reduktion: Med hjälp av ett reducerande medel som natriumhydrosulfit (na₂s₂o₄) för att minska zinkjonerna till zinkmetall.
Dessa alternativa metoder kan vara mindre effektiva eller ha begränsningar jämfört med elektrolys.
