# 煉金術 - 實驗

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## :warning: 實驗注意事項
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1. **使用酒精燈時務必準備濕抹布**
2. **不可嬉鬧**
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## 實驗步驟

### (一) 清洗硬幣表面
1. 將硬幣放入稀鹽酸 (浸泡約1~2分鐘)
2. 用鑷子將硬幣取出
3. 用洗瓶清洗，並以抹布擦拭乾淨

### (二) 鍍鋅於硬幣上
1. 在蒸發皿中加入5g的鋅粉與20ml氯化鋅水溶液
2. 放入一元硬幣，加熱直至表面為銀白色 (加熱使反應速率更快)
3. 取出一元硬幣，放入裝有冷水的燒杯中 (冷卻)
4. 用洗瓶清洗硬幣表面，並以抹布擦拭乾淨

### (三) 調整鋅銅比例
1. 將銀幣置於酒精燈的火焰上烘烤 (加熱使鋅銅混合均勻)
2. 硬幣表面變成金色後，置於裝有冷水的燒杯中 (冷卻)
3. 用抹布擦乾

## 實驗原理

:::info
1. 分析蒸發皿中可反應的物質，列出可能的反應式
2. 透過能量變化來判斷發生何種反應
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### 可能的反應式
1. $\mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \quad\ \ E_{\mathrm{ox}}^{\circ}=0.76 \mathrm{~V}$
2. $2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g})+2 \mathrm{e}^{-} \quad\ E_{\mathrm{ox}}^{\circ}=-1.36 \mathrm{~V}$
3. $2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{I}) \rightarrow \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})+4 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+4 \mathrm{e}^{-} \quad\ E_{\mathrm{ox}}^{\circ}=-1.23 \mathrm{~V}$
4. $\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \quad\ E_{\mathrm{ox}}^{\circ}=-0.34 \mathrm{~V}$
5. $\mathrm{Cu}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Cu}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{e}^{-} \quad\ \ \ \ E_{\mathrm{ox}}{ }^{\mathrm{o}}=-0.52 \mathrm{~V}$
6. $2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) \quad\ E_{\mathrm{re}}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V}$
7. $\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \quad\ E_{\mathrm{re}}^{\circ}=-0.76 \mathrm{~V}$
8. $2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \quad\ E_{\mathrm{re}}^{\circ}=-0.83 \mathrm{~V}$

### 實際發生的反應
通常**標準電極電位**值越大，發生反應的傾向越大。
由此得知會發生以下反應：
1. $\mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \quad\ \ E_{\mathrm{ox}}^{\circ}=0.76 \mathrm{~V}$
2. $2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) \quad\ E_{\mathrm{re}}^{\circ}=0.00 \mathrm{~V}$
3. $\mathrm{Zn}^{2+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \quad\ E_{\mathrm{re}}^{\circ}=-0.76 \mathrm{~V}$

總反應式的標準電極電位為 0，不會有反應的趨勢。
為什麼會發生以下反應？？
$$\mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Zn}(\mathrm{s}) \quad\ E_{\mathrm{}}^{\circ}=0 \mathrm{~V}$$那是因為化學平衡是屬於動態平衡，正逆反應同時進行，當鋅離子還原為鋅，有些原子會附著在一元硬幣表面。