15.4. Обробка результатів

1. Запишіть електрохімічні ланцюги гальванічних елементів: а) з досліджуваного та хлорсрібного електродів; б) концентраційного.

2. Запишіть рівняння анодних і катодних процесів.

3. Розрахуйте електродні потенціали досліджуваного металічного електрода φ_з,екс та φ_х,екс використовуючи експериментальні значення ЕРС (Е_з та Е_х) відповідних ГЕ, де φ_з,екс – електродний потенціал металу в розчині електроліту з зазначеною концентрацією іонів металу; φ_х,екс – електродний потенціал металу в розчині контрольного електроліту.

4. Розрахуйте електродний потенціал досліджуваного металічного електрода φ_з,роз за рівнянням Нернста. Значення стандартного електродного потенціалу φ⁰_Ме візьміть з довідника. Обчисліть абсолютну та відносну похибки визначення електродного потенціалу.

5. Визначте за рівнянням Нернста молярну концентрацію іонів металу в розчині контрольного електроліту, використавши значення електродного потенціалу металу φ_х,екс, розраховане в п. 3.

6. Розрахуйте ЕРС концентраційного ГЕ (Е_к,роз), використавши зазначену та обчислену в п. 5 молярну концентрацію іонів металу в розчинах електролітів. Порівняйте Е_к,роз з виміряним значенням Е_к,екс. Обчисліть абсолютну та відносну похибки визначення Е_к.

Результати роботи подайте в формі табл. 15.1 – 15.3.

Таблиця 15.1

Вихідні дані

Метал

с(Меn+)з, моль/л

0Ме, В

φ0х.с, В

Таблиця 15.2

ЕРС гальванічних елементів та потенціали металічних електродів

Ез,В

φз,екс, В

з,роз, В

Абсолютна похибка, ∆

Відносна похибка δ,%

Ех, В

φх,екс, В

с(Меn+)х, моль/л

Таблиця 15.3

ЕРС концентраційного гальванічного елемента

Ек,екс, В

Ек,роз, В

∆

Відносна похибка δ, %

Запитання для самоконтролю

1. Що таке електрохімічна система? Які види електрохімічних систем Ви знаєте?

2. Що таке гальванічний елемент? У чому полягає особливість проведення окисно-відновної реакції у гальванічних елементах? Що є умовою появи електричного струму?

3. Які складові частини містяться в гальванічному елементі? Які процеси відбуваються на аноді та катоді?

4. Поясніть будову подвійного електричного шару на межі поділу фаз метал – розчин електроліту та механізм виникнення електродного потенціалу. Наведіть приклади.

5. Від чого залежить рівноважний електродний потенціал φ? Наведіть рівняння Нернста. Що таке стандартний електродний потенціал φ⁰?

6. Як побудований металічний електрод І роду? Запишіть його умовну схему, процес на межі поділу фаз та рівняння Нернста для розрахунку потенціалу цього електрода.

7. Як побудований металічний електрод ІІ роду? Запишіть його умовну схему, процес на межі поділу фаз та рівняння Нернста для розрахунку потенціалу цього електрода.

8. Запишіть умовні схеми водневого і кисневого електродів, наведіть їх рівноважні окисно-відновні реакції, та рівняння Нернста для розрахунку потенціалів цих електродів. Поясніть роль платинової пластини у роботі цих електродів.

9. Наведіть приклади окисно-відновних електродів, їх умовні схеми, запишіть рівняння рівноважних процесів та наведіть рівняння Нернста для розрахунку потенціалу обраних електродів.

10. Як розрахувати електрорушійну силу гальванічного елемента?

11. Як розрахувати корисну електричну роботу, яка виконується при здійсненні струмоутворюючої реакції у гальванічному елементі. Обґрунтуйте, яка формула може бути застосована для обчислення стандартної електрорушійної сили гальванічного елемента, якщо відома ∆G_{струмоутв.р-ції}.

12. Наведіть схеми гальванічних елементів для вимірювання стандартних електродних потенціалів магнієвого та мідного електродів. Запишіть електродні процеси.