Решение

В п. 1 «Тренировочного задания» концентрации и анодного, и катодного электролитов были заданы стандартными (1 моль/л), что позволяло для расчета ЭДС использовать стандартные значения электродных потенциалов. Если концентрация электролита отличается от стандартной, то значения электродного потенциала следует рассчитать по уравнению Нернста:

,

где – значение электродного потенциала при концентрации отличающейся от стандартной;

– стандартное значение электродного потенциала;

n – число электронов, участвующих в процессе ;

– концентрация катионов металла в электролите.

После разбавления катодного электролита в 100 раз концентрация ионов станет равной 0,01 моль/л. Подставив в уравнение Нернста необходимые значения получим

.

Так как логарифм числа 0,01 равен –2, имеем

.

Ответ: ЭДС гальванического элемента уменьшилась, т.к. значение электродного потенциала уменьшается при уменьшении концентрации катионов металла в растворе электролита.

Контрольные задания

1. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых кобальт был бы анодом, а в другом – катодом. Посредством урав­нений покажите какие процессы происходят на аноде и катоде. Составьте суммарные уравнения работы гальванических элементов. Рассчитайте стандартное значение ЭДС. Изменится ли значение ЭДС в ходе работы элемента?

2. В основе работы гальванического элемента реакция:

.

Составьте схему этого элемента. Напишите анодный и катодный процессы. Рассчитайте стандартное значение ЭДС. Как изменятся массы анода и ка­тода в ходе работы элемента.

3. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, состоящего из никелевого электрода, погруженного в раствор Никель (ІІ) хлорида и медного электрода, погруженного в раствор Купрум (ІІ) хлорида. Концентрация анодного электролита 1 моль/л, катодного – 0, 001 моль/л.

Для успешного выполнения лабораторной работы и контрольных зада­ний Вам необходимо знать:

• сущность теории электролитической диссоциации;

• сущность окислительно-восстановительных процессов;

• что называется электродом;

• что называется электродным потенциалом;

• какой электродный потенциал называется стандартным; как он обозначается; какими единицами измеряется;

• какой электрод называется анодом;

• какой электрод называется катодом;

• что служит критерием для определения анода и катода из двух метал­лов, образующих гальваническую пару;

• от какого электрода к какому перемещаются электроны по внешней цепи гальванического элемента;

• что возникает в результате перемещения электронов;

• что такое ЭДС ;

• как рассчитывается значение ЭДС; от чего оно зависит;

• в чем сущность работы и назначение гальванических элементов.

8. Коррозия металлов

Опыт 1. Влияние образования гальванической пары на скорость коррозии цинка.

Приборы и реактивы:

Цинк гранулированный.

Пробирка.

Раствор кислоты.

Медная проволока.

Алюминиевая проволока.

Наждачная бумага.

Фильтровальная бумага.

Выполнение опыта

Зачистите наждачной бумагой поверхность медной и алюминиевой проволок.

Положите в пробирку гранулу цинка. Налейте раствора кислоты. Обра­тите внимание на очень слабое взаимодействие цинка с раствором кислоты (пузырьки газа образуются довольно редко). Запишите наблюдения. Прикоснитесь к цинку медной проволокой, создав по возможности боль­ший контакт. Отметьте изменение в скорости образования пузырьков га­за. Обратите внимание на каком из металлов происходит образование пузырьков газа. Запишите наблюдения.

Поменяйте медную проволоку на алюминиевую. Отметьте скорость об­разования пузырьков газа и металл, на котором они образуются. Запи­шите наблюдения.

Запишите уравнение реакции взаимодействия цинка с раствором кислоты.

Запишите схемы и уравнения химических реакций, происходящих при контакте цин­ка с медью и при контакте цинка с алюминием.

Сделайте вывод об изменении скорости коррозии цинка при контак­те его с: а) металлом потенциал которого более положителен, чем потенциал цинка; б) металлом, потенциал которого более отрицателен, чем потенциал цинка.