Каким образом происходит ржавление цинка, содержащего примеси железа, меди, свинца и других элементов, на воздухе?

Ржавление цинка, содержащего примеси железа, меди, свинца и других элементов, на воздухе - это электрохимический процесс, который приводит к окислению цинка и образованию коррозионного осадка на его поверхности.

Для начала, давайте рассмотрим реакцию окисления цинка на анодном участке, который является местом, где происходит электронный перенос:

$$\text{Zn}\stackrel{\text{окисление}}{\to }{\text{Zn}}^{2+}+2{\text{e}}^{-}$$

В данной реакции цинк теряет два электрона и превращается в ион цинка с положительным зарядом. Образовавшиеся электроны переносятся на катодный участок, где происходит восстановление окислителя.

Теперь рассмотрим катодные реакции, которые связаны со взаимодействием цинка и кислорода из воздуха. Предлагаю рассмотреть две возможные реакции, одна из которых связана с примесями железа, а другая с примесями меди.

1. Реакция с примесями железа:
$${\text{O}}_2+4{\text{H}}^{+}+4{\text{e}}^{-}\stackrel{\text{восстановление}}{\to }2{\text{H}}_2\text{O}$$
$${\text{Zn}}^{2+}+2{\text{e}}^{-}\stackrel{\text{окисление}}{\to }\text{Zn}$$
$$\text{Zn}+{\text{O}}_2+2{\text{H}}^{+}+2{\text{e}}^{-}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{H}}_2\text{O}$$

В этой реакции кислород восстанавливается, а цинк окисляется, образуя ион цинка и воду.

2. Реакция с примесями меди:
$${\text{O}}_2+4{\text{H}}^{+}+4{\text{e}}^{-}\stackrel{\text{восстановление}}{\to }2{\text{H}}_2\text{O}$$
$${\text{Zn}}^{2+}+2{\text{e}}^{-}\stackrel{\text{окисление}}{\to }\text{Zn}$$
$$\text{Zn}+{\text{O}}_2+2{\text{H}}^{+}+2{\text{e}}^{-}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{H}}_2\text{O}$$
$${\text{Cu}}^{2+}+2{\text{e}}^{-}\stackrel{\text{окисление}}{\to }\text{Cu}$$
$$\text{Zn}+{\text{O}}_2+2{\text{H}}^{+}+{\text{Cu}}^{2+}\to {\text{Zn}}^{2+}+{\text{H}}_2\text{O}+\text{Cu}$$

Также возможна реакция с примесями свинца и других элементов, которые могут присутствовать в цинковом сплаве.

Таким образом, процесс ржавления цинка с примесями железа, меди, свинца и других элементов на воздухе связан с электрохимическими реакциями окисления-восстановления на анодных и катодных участках. На анодных участках цинк окисляется, а на катодных участках восстанавливается кислород из воздуха и другие элементы. Это приводит к образованию коррозионного осадка и ржавления цинка.