2.Приготовление электродов I рода и измерение их потенциалов.

А.Приготовление медно-сульфатного электрода.

Берется медная пластинка, тщательно зачищается наждачной бу­магой и последовательно промывается дистиллированной водой и спиртом. Подготовленный медный электрод помещается в электродный сосуд, заполненный раствором медного купороса, определенной концентрации.

Для определения потенциала медного электрода составляют галь­ваническую цепь:

Cu | CuSO₄ | KCl | KCl | AgCl |AgCl

насыщ |1,0 н

Медно-сульфатный электрод помещают в стаканчик с насыщенным раствором хлористого калия вместе с электродом сравнения (хлорсеребряным электродом).

Измеренная э.д.с, цепи равна

Е_изм = Е_катода – Е_анода = Е_Cu/Cu⁺² – E_Ag/AgCl/Cl^-

отсюда

Е_Cu/Cu⁺² = Е_изм + E_Ag/AgCl/Cl^-

(Для 1,0 н КСl E_Ag/AgCl/Cl^- = 0,23В)

Обычно E_Ag/AgCl/Cl^- проверяют опытным путем, измеряя его по отно­шению к водородному или хингидронному электроду (см.выше). Изме­ряют Е_Cu/Cu⁺² в растворах сульфата меди различной концентрации, идя от разбавленных растворов к концентрированным. Результаты из­мерений заносят в таблицу:

Концентрация CuSO4, н	Еизм, В	ЕCu/Cu , В
0,0001
0,001
0,01
0,1
1.0

Строится график зависимости E_Cu/Cu от логарифма концентрации CuS0₄. Определяется тангенс угла наклона прямой и сравнивается с теоретическим значением = 0,0295 при t = 25⁰C.

В Приготовление цинко-сульфатных и железо-сульфатных электродов и измерение их потенциалов.

Методика приготовления электродов (Zn|ZnSO₄ и Fe|FeSO₄ и измерение их потенциалов аналогично пункта 2.

Контрольные вопросы.

1. Определение электрода, полуэлемент, электрохимическая цепь. Что такое электродные процессы и где они протекают?

2. Электродвижущая сила (ЭДС) электрохимической цепи.

3. Схематическое изображение электродов и гальванического элемента. Условные обозначения.

4. Выражения уравнения Нернста для разбавленных и концентрированных растворов?

5. Какие существуют теории электродного потенциала и в чём их суть?

6. Какие процессы лежат в основе работы химических гальванических элементов?

7. Стандартный потенциал электрода, от чего он зависит? Водородная шкала стандартных потенциалов.

8. Классификация обратимых и необратимых электродов? Уравнения Нернста для электродов I и II рода.

9. Принцип работы водородного газового электрода.

10. Устройство каломельного и хлорсеребряного электродов? Основные химические процессы. Уравнения для расчета потенциалов.

11. Классификация обратимых электродов по принципу их применения: индикаторные и электроды сравнения. Требования к ним. Примеры.

12. Ионообменные электроды. Стеклянный электрод. Устройство. Схема полуэлемента. Выражение для потенциала стеклянного электрода. Область применения. Преимущества стеклянного электрода.

13. Окислительно-восстановительные электроды (редокс-электроды). Хингидронный электрод.

14. Понятие равновесные и неравновесные электродные процессы.

15. Отличие свойств электрохимических систем в неравновесных условиях от свойств равновесных систем.

16. I и II законы Фарадея? Постоянная Фарадея.

17. Понятие «выход вещества по току»?

18. Причины отклонения от законов Фарадея.

19. Электролиз - определение. Суть метода.

20. Напряжение разложения. Понятие об электродной поляризации. Понятие о концентрационной и химической поляризации.

21. Электролиз смеси веществ.

22. Что является количественной характеристикой электрохимической реакции при электролизе?