2. Экспериментальная часть

ОПЫТ 1. СОСТАВЛЕНИЕ МЕДНО-ЦИНКОВОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА.

Два стаканчика на 50 мл (рис. 1) заполнить на 2/3 растворами. Один – 0,5 М раствором сульфата цинка, другой – 0,5 М раствором сульфата меди. Стаканчики поместить на подставку 2. Соединить стаканчики электролитным мостиком 3, предварительно заполненным насыщенным раствором хлорида калия. В раствор сульфата цинка опустить цинковую пластинку, а в раствор сульфата меди - медную. Соединить электрическим проводом опущенные пластинки с рН-метром (4), работающего в режиме милливольтметра и через 5 минут после замыкания цепи измерить ЭДС гальванического элемента. Подсчитать теоретическую величину ЭДС элемента (величины стандартных потенциалов взять из справочника) и сравнить с измеренным значением.

Разность между фактическим значением ЭДС элемента Е и теоретическим Е' связана с поляризацией электродов, зависящей от материала электродов, состояния его поверхности, температуры, плотности тока и называется перенапряжением Е = Е - Е'.

Определить величину перенапряжения. Результаты опыта представить в следующем виде:

Электрохимическая схема гальванической цепи .....

Уравнение процесса окисления на аноде............

Уравнение процесса восстановления на катоде......

Теоретическая величина ЭДС, мВ.......

ЭДС работающего элемента, мВ...

Величина перенапряжения, мВ.......

Суммарное уравнение реакции окисления-восстановления, протекающей в гальваническом элементе .....

ОПЫТ 2. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ.

Вам предлагается измерить электродный потенциал меди и цинка относительно стандартного хлорсеребряного электрода. Для этого в один стакан на 50 мл налить на 2/3 объема 0,5 М раствор СuSO₄, и закрыть крышкой, закрепив в ней медный электрод. В другой стакан налить 1 М раствор KCl и опустить в раствор хлорсеребряный электрод. В оба стакана опускается электролитический мостик, и электроды подсоединяются к прибору рН-метру. После установления стационарного положения стрелки прибора записать значение ЭДС медно-серебряного элемента в милливольтах.

Провести аналогичное измерение ЭДС в милливольтах работающего гальванического элемента, составленного из цинкового и хлорсеребряного электродов. Для этого на место медного полуэлемента поместить стаканчик с 0,5 М раствором ZnSO₄ и опустить в него цинковый электрод. Записать показание ЭДС по прибору в милливольтах. Потенциалы электродов можно вычислить из уравнения:

ЭДС = ⁰_катод - ⁰_анод

ЭДС = ^о(Cu²⁺/Cu) - ^о(AgCl/Ag)

ЭДС = ^о(AgCl/Ag) - ^о(Zn²⁺/Zn

Следовательно, стандартные потенциалы медного и цинкового электродов равны:

^о(Cu²⁺/Cu) = ЭДС+ ^о(AgCl/Ag); ^о(Zn²⁺/Zn) = ^о(AgCl/Ag) – ЭДС

где ^о(AgCl/Ag) = +0,222 В – величина стандартного хлорсеребряного электрода. Полученные значения потенциалов медного и цинкового электродов сравнить с табличными.

^о_табл.(Cu²⁺/Cu) = +0,34 В; ^о_табл.(Zn²⁺/Zn) = - 0,76 В.

ОПЫТ 3. ОБРАЗОВАНИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПАР ПРИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ.