La réaction entre le zinc et l’acide sulfurique est une réaction d’oxydoréduction ou de réduction-oxydation courante. Les réactions d’oxydoréduction décrivent le flux d’énergie, sous forme d’électrons, dans une réaction. Le zinc et l’acide sulfurique sont liés par une tendance constante du zinc à donner des électrons à l’hydrogène dans l’acide sulfurique, puis à se lier au sulfate restant pour former du sulfate de zinc et de l’hydrogène gazeux. Cette réaction est fréquemment étudiée dans les cours de chimie car elle démontre clairement le transfert d’électrons entre l’acide et le métal.
Lorsque le zinc et l’acide sulfurique sont combinés dans une solution, le zinc agit comme un agent réducteur et cède des électrons aux ions hydrogène fournis par l’acide sulfurique. De cette façon, on dit que le zinc est oxydé lorsqu’il perd des électrons et que l’hydrogène est réduit lorsqu’il en gagne. Les ions sulfate se lient ensuite au zinc, formant du sulfate de zinc, et l’hydrogène est libéré sous forme d’hydrogène gazeux.
Les électrolytes en chimie sont de bonnes sources de conductivité car ils sont riches en ions qui attirent les électrons d’autres substances. L’acide sulfurique aqueux agit comme un électrolyte lorsque les liaisons entre les ions hydrogène et sulfate qui forment l’acide sont libérées dans l’eau. Ces ions sont alors libres de réagir avec des substances supplémentaires, telles que le zinc, et le transfert d’électrons qui en résulte produit de l’énergie. Dans une réaction de zinc et d’acide sulfurique, l’acide sulfurique est l’électrolyte qui incite le zinc à libérer ses électrons.
L’électricité est produite par le flux d’électrons entre le zinc et l’hydrogène au sein de la solution électrolytique d’acide sulfurique. Dans une réaction pure, cette énergie est perdue sous forme de chaleur. Lors des démonstrations en laboratoire, l’activité électronique est visible sous la forme d’un bouillonnement actif de la solution. L’ajout d’un autre métal, tel que le cuivre, intensifie la réaction et entraîne un bullage plus rapide. Cette énergie peut être exploitée en construisant un circuit entre les métaux au lieu de les laisser réagir normalement.
Un exemple de ceci est une batterie. Les batteries fonctionnent en connectant deux métaux baignés dans des solutions électrolytiques. Dans une batterie, le zinc est conservé dans une chambre et un autre métal est conservé dans une autre. Les deux sont baignés dans un électrolyte pour déclencher la libération d’électrons qui circulent le long d’un circuit à l’intérieur de la batterie qui exploite l’énergie.