Взаимодействие цинка с Na2CO3 и H2O

[farewe11]

1. Zn + Na₂CO₃ + H₂O

Написать (последовательно) химические процессы, происходящие при реальном взаимодействии этих веществ, обосновать возможность их протекания.

 

Решение: Начнём с того, что цинк покрыт оксидной плёнкой ZnO.

ZnO обладает амфотерными свойствами. 

а) Карбонат натрия в растворе подвергается гидролизу:

Na₂CO₃ + H₂O ⇄ NaHCO₃ + NaOH

 

б) Амфотерный оксид ZnO реагирует с основанием NaOH:

 

ZnO + NaOH + H₂O = Na₂Zn(OH)₄

То есть оксидная плёнка ZnO может раствориться.

 

в) Что происходит после этого? Цинк вступает в реакцию с водой (больше не с чем). Окислительно-восстановительная реакция:

 

Zn⁰ + 2H⁺¹₂O → Zn⁺²(OH)₂ + H⁰₂ ↑

Проверим, будет ли протекать данная реакция. Возьмём численные данные по окислительно-восстановительным потенциалам.

E₀ для цинка = - 0,76 В

E₀ для водорода определим, используя уравнение Нернста. 

E = 0 + 0,059 lg(10^-14) = - 0,83 В.

10^-14 я взял потому, что среда сильнощелочная, надо думать, pH =14: в ней много ионов OH^-, оставшихся после гидролиза.

ЭДС реакции: - 0,83 + 0,76 = - 0,07 (В) Меньше нуля, поэтому самопроизвольно в данных условиях реакция протекать не будет.

Значит, итоговая реакция выглядит так: 

Zn + Na₂CO₃ + H₂O = Na₂Zn(OH)₄ + NaHCO₃

 

Смущает меня только то, что итоговую реакцию никак уравнять не получается. И правильно ли я сделал, что назвал среду сильнощелочной? 

Изменено 19 Мая, 2014 в 12:42 пользователем farewe11

[chebyrashka]

Zn + 2Na₂CO₃ + 4H₂O = Na₂Zn(OH)₄ + 2NaHCO₃ + H2

водород забыли.

[farewe11]

Zn + 2Na₂CO₃ + 4H₂O = Na₂Zn(OH)₄ + 2NaHCO₃ + H2

водород забыли.

Не пойму, а откуда водород? Мы же пришли к выводу, что цинк с водой в данных условиях не будет реагировать..

[chebyrashka]

Он и не с водой реагирует, а смесью H2O + NaOH

[farewe11]

То есть и ZnO реагирует с NaOH + H₂O, и сам Zn тоже реагирует с NaOH + H₂O ? 

Ну да, логично. Спасибо.

[M_GM]

Не пойму, а откуда водород? Мы же пришли к выводу, что цинк с водой в данных условиях не будет реагировать..

Это вы к такому выводу пришли, а у Цинка с водой свое мнение ...

Если серьезно, то в Ваших рассуждениях

E0 для цинка = - 0,76 В

E0 для водорода определим, используя уравнение Нернста.

E = 0 + 0,059 lg(10-14) = - 0,83 В.

10-14 я взял потому, что среда сильнощелочная, надо думать, pH =14: в ней много ионов OH-, оставшихся после гидролиза.

ЭДС реакции: - 0,83 + 0,76 = - 0,07 (В) Меньше нуля, поэтому самопроизвольно в данных условиях реакция протекать не будет.

не учтено, хотя бы то, что цинк при этом образует гидроксокомплекс.

А потенциал пары ([Zn(OH)4]2-/Zn) существенно ниже потенциала пары (Zn2+/Zn)