Reakcia síry so zinkom

Zinok je sivý neušľachtilý kov, síra žltý nekov. Keď ich zmes zahrejeme, priamo sa zlúčia na sulfid zinočnatý:

$$\text{Zn}(s) + \text{S}(s) \rightarrow \text{ZnS}(s) \qquad \Delta H \approx -206\ \text{kJ/mol}$$

Ide o redoxnú reakciu. Zinok odovzdá dva elektróny a oxiduje sa, síra ich prijme a redukuje sa:

Prvok	Pred reakciou	V ZnS	Dej
zinok Zn	0	+II	oxidácia
síra S	0	−II	redukcia

Reakcia je silno exotermická. Pri izbovej teplote však zmes môže ležať celé roky bez zmeny, pretože reakcia potrebuje na rozbehnutie aktivačnú energiu. Stačí ju dodať na jednom mieste, napríklad rozžeraveným drôtom alebo plameňom. Teplo uvoľnené reakciou potom zohreje susedné zrnká a reakcia sa sama šíri celou kôpkou. Ako určiť oxidačné čísla v zlúčeninách, nájdete v lekcii Ako určovať oxidačné čísla.

Pri teplote reakcie sa časť síry aj zinku vyparí a pár zhorí so vzdušným kyslíkom:

$$\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2$$ $$2\,\text{Zn} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{ZnO}$$

Síra horí modrým plameňom, pary zinku horia modrozeleným plameňom a spolu dávajú typické zelenkavé plamene, ktoré vidieť vo videu. Biely dym je z drobných čiastočiek oxidu zinočnatého ZnO. Štipľavý zápach patrí oxidu siričitému. Po reakcii zostane v miske bielo-žltá, pórovitá hmota sulfidu zinočnatého.

Zinok a síra reagujú v látkovom pomere 1 : 1. Hmotnostný pomer zistíme z molárnych hmotností:

$$\frac{m(\text{Zn})}{m(\text{S})} = \frac{65{,}4\ \text{g/mol}}{32{,}1\ \text{g/mol}} \approx 2$$

Na 2 g zinku teda potrebujeme asi 1 g síry. Ak niektorej zložky pridáme viac, zvyšok nezreaguje a zostane v produkte. Ako takéto výpočty robiť, sa dozviete v lekciách Výpočty z chemickej rovnice a Limitný reaktant.