ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Электролиз растворов солей на инертных электродах

Отчет по лабораторной работе № 3

«Электрохимические процессы и явления»

Выполнил(а): Студент(ка) 1-го курса Группы №__________________ ФИО ______________________ ___________________________ ___________________________

Проверил:

Экспериментальная часть

Установить химическую активность металлов в водных растворах электролитов и их положение в электрохимическом ряду активностей

Ход опыта и результаты наблюдений опыта.

Для выполнения эксперимента использовались металлы и растворы солей, представленные в табл.1.Так как исследуемые реакции являются окислительно-восстановительными и условием их протекания является неравенство ,выпишем из табл.П. 2 пособия значенияφ⁰ для следующих сопряженных пар:

φ⁰_Fe^3+/_Fe⁰⁺ =

φ⁰_Fe^3+/_Fe²⁺ =

Величинаφ⁰ металла указывает на меру восстановительной способности

атомов металлов и меру окислительной способности их ионов и, чем больше ее значение, тем ярче выражена окислительная способность. Из двух возможных реакций наиболее предпочтительна та , для которой неравенство φ_о_к > φ_восст. выполняется в большей степени. Результаты теоретического прогноза омечены в табл.1.

Таблица 1.

Металлы	CuSO₄	ZnSO₄	Al₂(SO₄)₃	FeCl₃ (индикатор K₃[Fe(CN)₆])
Zn
Cu
Al

В ходе эксперимента проводили только те взаимодействия, которые возможны в соответствии с установленным условием их протекания.

Анализа результатов опыта

1. Объяснитепоявление синего окрашивания растворов в пробирках с FeCl₃ и K₃[Fe(CN)₆], а также отсутствие признаков реакций Al с растворами солей CuSO₄ и ZnSO₄ Составьте уравнене реакции ионов Fe²⁺ c индикатором K₃[Fe(CN)₆] и образованием турнбулевой сини Fe₃[Fe(CN)₆]₂, а также уравнения всех реакций в молекулярной и краткой ионной формах.

2. Какой из исследованных металлов самый активный и какой наименее? Расположите исследуемые металлы по убыванию их активности в водных растворах.

3.Укажите влияние пассивирующих (оксидных) слоев на поверхности активных металлов на характер протекания окислительно-восстановительных реакций.

2. Определение стандартной ЭДС химического гальванического элемента

Ход и данные опыта

Для выполнения данного опыта собрали изстандартных электродов 1-го рода медно-цинковый гальванический элемент, используя два химических стакана, емкостью 100мл, 1 М растворы солей ZnSO₄ и CuSO₄ , предварительно протравленные электроды из меди и цинка. Электролиты соединили электролитическим мостиком. Значение ЭДС определили с помощью цифрового милливольтметра.

Анализа результатов опыта

1. Составьте электрохимическую схему исследованного гальванического элемента в молекулярной и ионной формах, уравнения анодно-катодных процессов и суммарное уравнение токообразующей реакции. Запишите значение измеренной стандартной ЭДС.

________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Используя данные табл. П.2, рассчитайте значение стандартной ЭДС и сравните с экспериментальным. Рассчитайте изменение свободной энергии Гиббса (∆G⁰), максимально полезную работу (А_м) и константу равновесия (К_Р).

3. Не проводя эксперимента, рассчитайте значения ЭДС исследуемого элемента при концентрациях растворов:

а) 0,00 М ZnSO₄ и 1 М СuSO₄; б) 1М ZnSO₄ и 0,001M СuSO₄.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сравните полученные значения ЭДС с величиной стандартной ЭДС и сделайте выводо влиянии концентраций потенциалопределяющих ионов на величины электродных потенциалов и значения ЭДС.

4. Как изменятся процессы, если Zn- и Cu-электроды (оба) поместить в один и тот же раствор серной кислоты (H₂SO₄)? Как называется такой элемент? Ответ обосновать приведением электрохимической схемы элемента, уравнений анодно-катодных процессов и токообразующей реакции.

5. Объясните, почему с течением времени в таком элементе значение ЭДС уменьшается? Какая поляризация имеет место в элементе Вольта? Какими способами можно уменьшить поляризацию и увеличить численное значение ЭДС?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Сделайте обобщающий вывод, от каких факторов зависит численное значение ЭДС химических гальванических элементов.

Электролиз растворов солей на инертных электродах

Ход и данные опыта

В опыте исследовали реакции, протекающие на графитовых электродах при прохождении постоянного тока через растворы солей CuSO₄, KI, NaCl. При выполнении работы использовали:электролизер(U‑образная стеклянная трубка, закрепленная в штативе), графитовые электроды, выпрямитель тока Е‑24М или ИЭПП‑2 и 0,5 М растворы солей CuSO₄, KI, NaCl.

Электролиз сульфата меди (рН= 6).Напряжение 20-25 В, в течение 2-3 мин. На катоде выделилась медь, на аноде наблюдали выделение пузырьков газа. В анодное пространство опустили полоску индикаторной бумаги и по цветовой эталонной шкале определили значение рН =

Электролиз иодида калия (рН=7).Опыт проводили, используя предыдущую методику, наблюдая выделение пузырьков газа на катоде и окрашивание в светло-коричневый цвет анодного электролита. После добавления в катодное пространство фенолфталеина, в анодное – крахмала, растворы приобрели малиновый и синий цвета соответственно.

Электролиз хлорида натрия (рН=7).Используя методику предыдущих опытов провели электролиз, наблюдая выделение пузырьков газа как на аноде, так и на катоде. После добавления в катодное пространство фенолфталеина, в анодное иодокрахмального раствора ( КJ + крахмал) наблюдали малиновую окраску католита и синюю – анолита.

Анализа результатов опыта

1. Для каждого из трех опытов составьте схемы электролизных систем, уравнения первичных и вторичных анодно-катодных процессов и суммарные уравнения электролиза. Как и почему изменились при этом значения рН электролитов в анодном ( опыт с CuSO₄) и в катодных пространствах (опыты с KI и NaCl)?

2. Почему на катодене выделяютсяметаллические калий и натрий, амедь выделяется? Как это связано с их активностью?

3. На примере электролиза раствора NaCl объясните влияние поляризации и перенапряжения на характер анодной реакции. Запишите уравнение качественной реакции на молекулярный хлор.

3. Сделайте обобщающий вывод об особенностях процессов электролиза на инертных электродах, указав для каждого из трех опытов основные факторы, определяющие природу продуктов электролиза.

____

Ответы на контрольные вопросы

1. На основании указанного состава гальванических элементов Pt, H₂ |2H⁺ || Cu²⁺ | Cu и Cu | Cu ²⁺ || Ag⁺ | Ag (ст. у. ) определите анод и катод. Составьте уравнения анодно-катодных реакций и вычислите для каждого элемента Е⁰ и А_м, G⁰₂₉₈ э / х реакций.

2. Составьте схему гальванического элемента при C_Ag+ = 10^–1 моль/л у одного электрода и С _Ag+ = 10^–4 моль/л у другого электрода. Определите анод и катод. Рассчитайте ЭДС элемента и ∆G. Какой из указанных электродов нужно взять для получения наибольшей ЭДС со стандартным водородным электродом? Составьте схему этого элемента, рассчитайте ЭДС.

3. Составьте схему электролиза 1 М раствора МgCl₂ на графитовых электродах. Запишите уравнения анодно-катодных процессов и суммарное уравнение электролиза. Определите, какая масса вещества выделится на аноде, если на катоде выделилось 22,4 л газа (н.у.). Какое количество электричества прошло через электролит, если B_T = 80 %?

4. Приведите схему электролизной системы для получения металлического никеля на стальной (Fe) подложке. Запишите уравнения электродных реакций и рассчитайте количество электричества, необходимое для получения 1 моля никеля.