Задачи для самостоятельного решения.

1. При 25^°С электродный потенциал серебра, погруженного в раствор b (AgNO₃/ H₂O) = 0,2 моль/кг равен 0,747 В. Средний коэффициент активности Ag⁺γ = 0.657. вычислите стандартный электродный потенциал серебряного электрода и полученную величину сравните с табличной¹.

2. Потенциал никелевого электрода в растворе сульфата никеля при 25^°С равен – 0,275 В. Вычислите активность ионов никеля в растворе.

3. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах и в элементе, и вычислите э.д.с. его при 25^°С, если b (Cd (NO₃)₂ / H₂O) = 0,2 моль/кг.

Cd | Cd (NO₃)₂ || KCl_насыщ., Hg₂Cl₂ | Hg

Средний коэффициент активности иона Cd²⁺ равен 0,467¹.

4. Напишите уравнение реакций, идущих на электродах и в элементе, и вычислите его э. д. с. при 25^°С, если b (AgNO₃/H₂O) = 0,01 моль/кг.

Hg | Hg₂Cl₂, KCl_насыщ. | AgNO₃ | Ag

По ионной силе раствора найдите в справочной таблице коэффициент активности Ag⁺¹.

5. Вычислите э. д. с. элемента при 25^°С:

Mn | MnCl₂ (а = 0,0005) || AgNO₃ (а = 0,005) | Ag.

Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах и в элементе.

6. По величинам стандартных электродных потенциалов установите, могут ли самопроизвольно при 25^°С в водном растворе протекать следующие реакции:

а) FeCl₂ + Sn → SnCl₂ + Fe;

б) Cu (NO₃)₂ + 2Ag → 2AgNO₃ + Cu;

в) 2FeCl₃ + SnCl₂ → 2FeCl₂ + SnCl₄;

г) KMnO₄ + 2KCl → K₂MnO₄ + Cl_2(водн)

Если данная реакция неосуществима, запишите уравнение самопроизвольного протекающей реакции. Составьте элементы, в которых протекают эти реакции. Вычислите константы равновесия самопроизвольно протекающих реакциях.

7. Вычислите значение диффузионного потенциала при 25^°С, возникающего на границе соприкосновения двух растворов хлорида лития, моляльность которых 0,01 и 0,001 моль/кг. Средние коэффициенты активности ионов в общих растворов считать равными единице. Подвижности ионов Li⁺ и Cl^- равны соответственно 38,7 и 76,3 См ∙ см²/моль. Определите, какой из растворов зарядится положительно.

8. Вычислите э. д. с. элемента (при 25^°С):

Cd | CdSO₄ (а = 0,05) || CdSO₄ (а = 0,5) | Cd.

Напишите уравнение электродных реакций и суммарное уравнение. За счет какого процесса возникает электродвижущая сила в элементе?

9. Вычислите э. д. с. элемента (при 25^°С):

Ag / AgNO₃ (а = 0 ,01) | AgNO₃ (а = 0,1) | Ag,

1. пренебрегая диффузионным потенциалом и

2. учитывая диффузионный потенциал.

Подвижность ионов Ag⁺ и NO равны соответственно 61,9 и 71,4 См ∙ см²/моль.

9. Вычислите э. д. с. элемента (при 25^°С):

Zn | ZnSO₄ (а₊ = 0,001) | ZnSO₄ (а = 0,01) | Zn,

учитывая диффузионный потенциал. Подвижность ионов 1/2 Zn²⁺ и ½ SO равны соответственно 53,5 и 79,8 См ∙ см²/моль.

9. При 25^°С э. д. с. элемента

Ag | CH₃COOAg || AgNO₃ | Ag

равна 0,013 В. Моляльность раствора AgNO₃ 0,1 моль/кг, а средний коэффициент активности ионов Ag⁺ в этом растворе равен 0,734. Вычислите активность ионов Ag⁺ в растворе ацетата серебра.

9. Э. д. с. элемента

Ag | AgBr, KBr (а = 0,085)||AgNO₃ (а₊ = 0,072)| Ag

при 25^°С равна 0,602 В. Вычислите произведение растворимости и растворимость AgBr.

Семинар 9. Электролиз расплавов и

растворов солей

4 часа

Цель семинара:

1. Изучить законы электролиза, механизм электролиза расплавов и растворов солей.

2. Научиться писать ОВР, протекающие на электродах в процессе электролиза, решать расчетные задачи с использованием законов электролиза.

План занятия

1. Изучение основных законов электролиза.

2. Изучение ОВР, протекающих на электродах при электролизе водных растворов солей.

3. Решение расчётных задач.

Основная литература

1. Зайцев О.С. Основы химической термодинамики. Изд. 3-е. М.: Химия, 2007.- с.120-141.

2. Зимон А.Д. Физическая химия. Изд. 3-е. М.: Агар, 2006. – с. 138-160.

Дополнительная литература

1. Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 2003.

2. Киреев В.А. Курс физической химии. – М.: Химия, 1995.

3. Физическая химия. [Учебн.]/ К.С. Краснов, Н.К. Воробъёв, И.Н. Годнев и др., под ред. К.С. Краснова.-М.: Высшая школа, 1995.

4. Фиошин М.Я., Павлов В.В. Электролиз в неорганической химии. – М.: Наука, 1996.

Методические рекомендации

Тема «Электролиз» изучается в школьном курсе химии, поэтому при подготовке к семинару необходимо детально знать сущность процесса электролиза расплавов и растворов солей. Уметь сформулировать законы электролиза и привести их математическое выражение. Научиться использовать эти законы для решения расчетных задач. Изучить сущность перенапряжения и его виды, практическое значение перенапряжение водорода.