Часть 2.

1. На часовое стекло нанести 8 капель дистиллированной воды.

2. Добавить 5 капель 0,1М раствора перманганата калия.

3. Внести в смесь 6 капель 0,5М раствора нитрита натрия, перемешать стеклянной палочкой.

4. Отметить изменение окраски раствора.

5. Определить, в какой среде протекает данная ОВР.

6. Составить уравнение данной ОВР и уравнять его методом полуреакций, отметить окислитель и восстановитель.

Окисление соляной кислоты перманганатом калия.

Принцип метода: метод основан на способности перманганата калия окислять соляную кислоту до выделения газообразного хлора.

Материальное обеспечение: штатив с микропробирками, кристаллы сухого перманганата калия KMnO₄, раствор концентрированной соляной кислоты, белый лист бумаги.

Ход работы:

1. В микропробирку внести 15 капель концентрированной соляной кислоты.

2. Опустить в пробирку с кислотой несколько кристаллов KMnO₄ (под вытяжкой!).

3. Сзади пробирки поставить белый лист бумаги.

4. Спустя некоторое время наблюдать образование газа зеленого цвета.

5. Определить, какой это газ.

6. Составить уравнение ОВР и уравнять его методом полуреакций.

7. Подчеркнуть одной линией – окислитель, двумя - восстановитель.

РЕШЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХ ЗАДАЧ

Задача 1.

Определите электродный потенциал цинка, опущенного в раствор его соли с концентрацией ионов Zn²⁺, равной 0,001 моль/л.

Эталон решения:

1. Для расчета электродных потенциалов элементов используют уравнение Нернста:

Е = Е₀ + • lgC,

где Е₀ - стандартный электродный потенциал элемента; Z - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительном процессе; С- молярная концентрация катионов металла в растворе.

2. В таблице стандартных электродных потенциалов металлов необходимо найти величину E₀ – стандартного электродного потенциала цинка. Она равна E₀ = Zn | Zn²⁺ = – 0,76 В.

3. Необходимо найти величину Z. Для цинка она равна 2, так как заряд катиона равен +2.

4. Подставляя в уравнение Нернста все имеющиеся данные, рассчитываем значение электродного потенциала цинка:

E= – 0,76 + · lg = – 0,76 – 0,0295 · 3= 0,85 (B).

Эталон ответа: электродный потенциал цинка равен 0,85 В.

Задача 2.

Используя значения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций, определите возможность протекания в гальваническом элементе следующей реакции : Fe⁰ + Cd²⁺ = Fe²⁺ + Cd⁰.

Эталон решения:

1. В гальваническом элементе происходит окисление атомов железа и восстановление ионов кадмия. Следовательно, схема гальванического элемента: (–) Fe|Fe²⁺|Cd²⁺|Cd(+).

2. Пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов, определяют ЭДС гальванического элемента:

ЭДС= E₀ Cd ²⁺| Cd⁰ – E₀ Fe²⁺|Fe⁰ = 0,40 – (– 0,44) = 0,04 В.

Эталон ответа: поскольку ЭДС > 0, данную реакцию можно осуществить в гальваническом элементе.

Задача 3.

Хром находится в контакте с медью. Определите, какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара попадет в раствор соляной кислоты (кислая среда). Составьте схему образовавшегося гальванического элемента.

Эталон решения:

1. По положению металлов в электрохимическом ряду напряжений определяем, что хром более активный металл (Е₀ Cr|Cr³⁺ = –0,744 B) и в гальванической паре будет анодом, а медь (E₀ Cu |Cu²⁺ = 0,337 B) – катодом.

2. Определяем, что происходит с данными металлами в кислой среде. При попадании в раствор НCl хромовый анод растворяется, а на медном катоде выделяется водород.

3. Определяем, что происходит с данными металлами в кислой среде. При попадании в раствор НCl хромовый анод растворяется, а на медном катоде выделяется водород.

4. Составляем схему работающего гальванического элемента:

(– )Cr| || 2 | (Си)(+)

Эталон ответа: при коррозии будет окисляться хром.