Wenn Salzsäure und Zink kombiniert werden, entsteht Wasserstoffgas und Zinkchlorid, das ein Salz ist. Es ist eine einzige Austauschreaktion, bei der Zink den Wasserstoff ersetzt.
Um dieses Experiment durchzuführen, gibt ein Wissenschaftler zunächst eine kleine Menge Salzsäure in eine Petrischale oder einen Kolben. Der Salzsäure wird dann ein kleines Stück Zinkmetall zugesetzt. Wenn das Zink in die Salzsäure eingebracht wird, sprudelt es schnell und produziert Wasserstoffgas. Wenn ein Wissenschaftler einen Ballon über den Kolben legt, fängt er das Wasserstoffgas ein und dehnt sich aus.
Reaktionen zur Oxidationsminderung
Die Wechselwirkung von Salzsäure und Zink wird als Oxidations-Reduktions-Reaktion bezeichnet. Sie wird auch als Redoxreaktion bezeichnet. Diese Reaktionsart beinhaltet einen Elektronenaustausch zwischen zwei Elementen. Es ist im Wesentlichen eine chemische Reaktion, die die Oxidationszahl eines Atoms, Moleküls oder Ions ändert, indem ein Elektron abfällt oder aufgenommen wird. Oxidation tritt auf, wenn Elektronen verloren gehen, während Reduktion stattfindet, wenn Elektronen gewonnen werden. Oxidations-Reduktions-Reaktionen sind in der Natur weit verbreitet und treten in vielen grundlegenden Lebensprozessen auf. Atmung, Korrosion, Rostbildung und Photosynthese sind Beispiele für Redoxreaktionen. Der Oxidationszustand eines Elements bezieht sich auf die Anzahl der Elektronen, die ein Atom verbraucht, verliert oder gewinnt, wenn es sich mit einer anderen Verbindung verbindet. Um den Oxidationszustand eines Atoms zu bestimmen, verwenden Wissenschaftler sieben Standardregeln. In neutralen Verbindungen sollte die Summe der Oxidationsstufen null sein. Die Summe der Oxidationsstufen sollte der Ladung in mehratomigen Ionen entsprechen.
Verbrennungsreaktionen
Oxidations-Reduktions-Reaktionen lassen sich in vier Typen unterteilen: Kombination und Zersetzung, einfache und doppelte Verdrängung, Verbrennung und Disproportionierung. Die Reaktion von Zink und Salzsäure ist speziell eine Verbrennungsreaktion, die auch als exotherme Reaktion bezeichnet wird. Exotherme Reaktionen beinhalten immer Sauerstoff und erzeugen immer Wärme. Reaktionen, die Wärme und Licht erzeugen, werden als Brennreaktionen bezeichnet. In den meisten Fällen beinhalten exotherme Reaktionen eine Chemikalie, die durch Sauerstoff oxidiert wird. Bei exothermen Reaktionen wird weniger Energie verwendet, um Bindungen in den Reaktanten aufzubrechen, als um neue Bindungen im resultierenden Produkt zu bilden. Andere Beispiele für exotherme Reaktionen sind das Verbrennen von Brennholz und die Erzeugung von Kernenergie.
Wasserstoffgas
Das Wasserstoffgas, das Zink und Salzsäure produzieren, hat viele Verwendungsmöglichkeiten. Wasserstoff ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente im Universum und spielt bei vielen Funktionen des täglichen Lebens eine Rolle. Auf der Erde ist es im Wasser und in Molekülen vorhanden, die lebende Organismen bilden. Wasserstoff kommt auch in Sternen und Planeten vor. Es hat keinen Geschmack, keine Farbe oder keinen Geruch und ist eines der Gase mit der geringsten Dichte. Wasserstoffgas ist brennbar, aber es benötigt Sauerstoff, um sich zu entzünden. Wasserstoff dient vielen praktischen Anwendungen in der Gesellschaft, da er vielseitig und relativ einfach herzustellen ist. Wasserstoff ist ein Hauptbestandteil vieler Energiearten und verursacht beim Einsatz als Brennstoffzelle keine giftigen Emissionen. Es wird aus Biomasse, fossilen Brennstoffen und erneuerbaren Energiequellen hergestellt. Es wird auch zur Herstellung von Ethanol verwendet und kann Elektrofahrzeuge antreiben. Aufgrund seiner praktischen Anwendung wird Wasserstoff auch im industriellen Bereich und sogar im Militär eingesetzt.
