Cuando el ácido clorhídrico y el zinc se combinan, crean gas hidrógeno y cloruro de zinc, que es una sal. Es una única reacción de reemplazo donde el zinc reemplaza al hidrógeno.
Para realizar este experimento, un científico comienza agregando una pequeña cantidad de ácido clorhídrico a una placa de Petri o un matraz. Luego se agrega una pequeña pieza de zinc metal al ácido clorhídrico. Cuando el zinc se introduce en el ácido clorhídrico, burbujea rápidamente y produce gas hidrógeno. Si un científico coloca un globo sobre el matraz, capturará el gas de hidrógeno y lo expandirá.
Reacciones de reducción de oxidación
La interacción del ácido clorhídrico y el zinc se denomina reacción de oxidación-reducción. También se conoce como una reacción redox. Este tipo de reacción implica un intercambio de electrones entre dos elementos. Es esencialmente una reacción química que cambia el número de oxidación de un átomo, molécula o ión al dejar caer o ganar un electrón. La oxidación se produce cuando los electrones se pierden, mientras que la reducción tiene lugar cuando se obtienen los electrones. Las reacciones de oxidación-reducción son comunes en la naturaleza y ocurren en muchos procesos básicos de la vida. La respiración, la corrosión, la oxidación y la fotosíntesis son ejemplos de reacciones redox. El estado de oxidación de un elemento se refiere a la cantidad de electrones que un átomo usa, pierde o gana cuando se combina con otro compuesto. Para determinar el estado de oxidación de un átomo, los científicos usan siete reglas estándar. En compuestos neutros, la suma de los estados de oxidación debe ser cero. La suma de los estados de oxidación debe ser igual a la carga en iones poliatómicos.
Reacciones de combustión
Las reacciones de oxidación-reducción se dividen en cuatro tipos: combinación y descomposición, desplazamiento simple y doble, combustión y desproporción. La reacción del zinc y el ácido clorhídrico es específicamente una reacción de combustión, que también se denomina reacción exotérmica. Las reacciones exotérmicas siempre involucran oxígeno y siempre generan calor. Las reacciones que generan calor y luz se llaman reacciones de quemado. En la mayoría de los casos, las reacciones exotérmicas involucran una sustancia química oxidada por el oxígeno. En las reacciones exotérmicas, se utiliza menos energía para romper los enlaces en los reactivos que para formar nuevos enlaces en el producto resultante. Otros ejemplos de reacciones exotérmicas son la quema de leña y la producción de energía nuclear.
Gas de hidrógeno
El gas hidrógeno que producen el zinc y el ácido clorhídrico tiene muchos usos. El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en el universo, y desempeña un papel en muchas funciones de la vida diaria. En la Tierra, está presente en el agua y en las moléculas que forman organismos vivos. El hidrógeno también existe en las estrellas y los planetas. No tiene sabor, color ni olor, y es uno de los gases menos densos. El gas hidrógeno es inflamable pero requiere oxígeno para encenderse. El hidrógeno sirve a muchos usos prácticos en la sociedad porque es versátil y bastante fácil de producir. El hidrógeno es un componente principal de muchos tipos de energía y no produce emisiones tóxicas cuando se usa como celda de combustible. Se produce a partir de biomasa, combustibles fósiles y fuentes de energía renovables. También se utiliza para producir etanol y puede alimentar vehículos eléctricos. Debido a sus aplicaciones prácticas, el hidrógeno también se utiliza en el sector industrial e incluso en el ejército.
