¿Cuál es la conexión entre el zinc y el ácido sulfúrico?

La reacción entre el zinc y el ácido sulfúrico es una reacción redox o oxidación de reducción común. Las reacciones redox describen el flujo de energía, en forma de electrones, en una reacción. El zinc y el ácido sulfúrico están conectados por una tendencia constante del zinc a donar electrones al hidrógeno en ácido sulfúrico y luego unirse con el sulfato restante para formar sulfato de zinc e hidrógeno gaseoso. Esta reacción se estudia con frecuencia en las clases de química porque demuestra claramente la transferencia de electrones entre el ácido y el metal.

Cuando el zinc y el ácido sulfúrico se combinan en una solución, el zinc actúa como un agente reductor y dona electrones a los iones de hidrógeno proporcionados por el ácido sulfúrico. De esta manera, se dice que el zinc se oxida a medida que pierde electrones y el hidrógeno se reduce a medida que los gana. Los iones sulfato luego se unen con el zinc, formando sulfato de zinc, y el hidrógeno se libera como gas hidrógeno.

Los electrolitos en química son buenas fuentes de conductividad, ya que son ricos en iones que atraen electrones de otras sustancias. El ácido sulfúrico acuoso actúa como un electrolito cuando los enlaces entre los iones de hidrógeno y sulfato que forman el ácido se liberan en el agua. Estos iones son libres de reaccionar con sustancias adicionales, como el zinc, y la transferencia resultante de electrones produce energía. En una reacción de zinc y ácido sulfúrico, el ácido sulfúrico es el electrolito que activa el zinc para liberar sus electrones.

La electricidad se produce por el flujo de electrones entre el zinc y el hidrógeno dentro de la solución electrolítica de ácido sulfúrico. En una reacción pura, esta energía se pierde como calor. Durante las demostraciones de laboratorio, la actividad electrónica es visible como burbujeo activo de la solución. La adición de otro metal, como el cobre, intensifica la reacción y produce un burbujeo más rápido. Esta energía se puede aprovechar construyendo un circuito entre los metales en lugar de dejar que reaccionen normalmente.

Un ejemplo de esto es una batería. Las baterías funcionan conectando dos metales bañados en soluciones electrolíticas. En una batería, el zinc se mantiene en una cámara y otro metal se mantiene en una separada. Ambos se bañan en un electrolito para activar la liberación de electrones que fluyen a lo largo de un circuito dentro de la batería que aprovecha la energía.