Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Юго-Западный государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

МУ для заочн.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

965.63 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2323

Основы электрохимических процессов

Цель работы. Уяснить понятия о потенциале металлических электродов, ряде напряжения металлов, принцип составления и работы гальванических элементов, расчёта их электродвижущей силы. Уяснить сущность процессов, происходящих при электролизе. Изучить законы электролиза и применять их для количественных расчётов.

Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Равновесие на границе металл-электролит, образование двойного электрического слоя. Понятие об электродном потенциале металла.

2. Стандартные потенциалы металлических электродов. Водородный электрод.

3. Ряд напряжения металлов. Понятие о восстановительной активности металлов в растворах.

4. Принцип работы гальванического элемента. Катодные и анодные процессы.

5. Зависимость электродного потенциала от концентрации ионов металла и температуры. Уравнение Нернста.

6. Зависимость величины потенциала водородного электрода от рН раствора.

7. Понятие концентрационных гальванических элементов.

8. Электродвижущая сила гальванического элемента. Способы её определения.

9. Сущность электролиза. Электролиз расплавов электролитов.

10. Закономерности протекания электролиза растворов электролитов.

11. Особенность процессов, протекающих при электролизе растворов на растворимом аноде.

12. Составление схем электролиза (катодные и анодные процессы при нерастворимых и растворимых анодах).

13.Законы Фарадея, их использование для количественных расчётов.

Опыт 1. Определение ЭДС гальванического элемента

Измерение ЭДС гальванического элемента обычно проводят компенсационным методом. Он заключается в том, что в момент измерения разности потенциалов электродов ток, проходящий через элемент, близок к нулю. Для этого к исследуемому элементу подводят противо-ЭДС от внешнего источника.

Более простой, но менее точный метод измерения ЭДС заключается в прямом измерении напряжения на клеммах гальванического элемента с помощью вольтметра, имеющего высокое сопротивление. Вследствие высокого сопротивления величина силы тока, протекающего через элемент, незначительна, поэтому разница между ЭДС и напряжением элемента невелика.

Гальванические элементы собирают из двух металлических электродов, помещённых в два отдельных стакана, соединённых электролитическим ключом. Электролитический ключ представляет собой U-образную стеклянную трубку, заполненную насыщенным раствором хлорида калия (рис. 2).

Подготовьте две электродные системы, состоящие из металлов, погружённых в растворы собственных солей. Конкретные металлы выберите по указанию преподавателя. Сосуды для растворов предварительно вымойте водой, ополосните раствором соли соответствующего металла и залейте этот раствор на ⅔ их объёма. Металлические стержни или пластинки тщательно вычистите наждачной бумагой, промойте проточной водой под краном и погрузите в сосуды с раствором соли. Проследите, чтобы места спая металлической пластины с проводником не касались раствора.

Замкните цепь. Запишите показания вольтметра.

Запишите уравнения электродных и токообразующих реакций. По уравнению Нернста рассчитайте величины равновесных потенциалов электродов, использованных в элементе. Примите, что активность ионов равна концентрации. Рассчитайте ЭДС и сравните её с экспериментальным значением. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента.

Опыт 2. Электролиз водного раствора сульфата натрия с нерастворимыми электродами

Для проведения опыта в U-образную трубку наливают раствор сульфата натрия. К раствору добавить фенолфталеин. В оба колена поместите электроды. Соедините электроды с источником постоянного тока (источником тока может быть гальванический элемент, изучаемый в опыте 1).

Наблюдайте изменение окраски индикатора.

В отчёте напишите схему электролиза раствора сульфата натрия. Объясните цвет индикатора.

ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Номер варианта		Номера задач, относящихся к данному варианту
1	1		21	41	61	81	101	121	141	161	181
2	2		22	42	62	82	102	122	142	162	182
3	3		23	43	63	83	103	123	143	163	183
4	4		24	44	64	84	104	124	144	164	184
5	5		25	45	65	85	105	125	145	165	185
6	6		26	46	66	86	106	126	146	166	186
7	7		27	47	67	87	107	127	147	167	187
8	8		28	48	68	88	108	128	148	168	188
9	9		29	49	69	89	109	129	149	169	199
10	10		30	50	70	90	110	130	150	170	190
11	11		31	51	71	91	111	131	151	171	191
12	12		32	52	72	92	112	132	152	172	192
13	13		33	53	73	93	113	133	153	173	193
14	14		34	54	74	94	114	134	154	174	194
15	15		35	55	75	95	115	135	155	175	195
16	16		36	56	76	96	116	136	156	176	196
17	17		37	57	77	97	117	137	157	177	197
18	18		38	58	78	98	118	138	158	178	198
19	19		39	59	79	99	119	139	159	179	199
20	20		40	60	80	100	120	140	160	180	200
21	1		22	43	64	85	106	127	148	163	187
22	2		23	44	65	86	107	128	149	164	188
23	3		24	45	66	87	108	129	150	165	189
24	4		25	46	67	88	109	130	151	166	190
25	5		26	47	68	89	110	131	152	167	191
26	6		27	48	69	90	111	132	153	168	192
27	7		28	49	70	91	112	133	154	169	193
28	8		29	50	71	92	113	134	155	170	194
29	9		30	51	72	93	114	135	156	171	195
30	10		31	52	73	94	115	136	157	172	196
31	11		32	53	74	95	116	137	158	173	197
32	12		33	54	75	96	117	138	159	174	198
33	13		34	55	76	97	118	139	160	175	199
34	14		35	56	77	98	119	140	141	176	200
35	15		36	57	78	99	120	121	142	177	181
36	16		37	58	79	100	101	122	143	178	182
37	17		38	59	80	81	102	123	144	179	183
38	18		39	60	61	82	103	124	145	180	184
39	19		40	41	62	83	104	125	146	161	185
40	20		21	42	63	84	105	126	147	162	186
41	3		24	45	66	87	108	129	146	170	187
42	4		25	46	67	88	109	130	147	171	188
43	5		26	47	68	89	110	131	148	172	189
44	6		27	48	69	90	111	132	149	173	190
45	7		28	49	70	91	112	133	150	174	191
46	8		29	50	71	92	113	134	151	175	192
47	9		30	51	72	93	114	135	152	176	193
48	10		31	52	73	94	115	136	153	177	194
49	11		32	53	74	95	116	137	154	178	195
50	12		33	54	75	96	117	140	155	179	196
51	13		34	55	76	97	118	128	156	180	197
52	14		35	56	77	98	119	127	157	161	198
53	15		36	57	78	99	120	126	158	162	199
54	16		37	58	79	100	101	125	159	163	200
55	17		38	59	80	81	102	124	160	164	182
56	18		39	60	61	82	103	123	141	165	183
57	19		40	41	62	83	104	122	142	166	184
58	20		21	42	63	84	105	123	143	167	185
59	1		22	43	64	85	106	121	144	168	196
60	2		23	44	65	86	107	138	145	169	197
61	8		29	50	61	84	106	121	160	170	198
62	9		30	51	62	85	107	122	159	171	199
63	10		31	52	63	86	108	123	158	172	200
64	11		32	53	64	87	109	124	157	173	186
65	12		33	54	65	88	110	125	156	174	187
66	13		34	55	66	89	111	126	155	175	188
67	14		35	56	67	90	112	127	154	176	189
68	15		36	57	68	91	113	128	153	177	190
69	16		37	58	69	92	114	129	152	178	183
70	17		38	59	70	93	115	130	151	179	184
71	18		39	60	71	94	116	131	150	180	185
72	19		40	49	72	95	117	132	149	165	186
73	20		28	48	73	96	118	133	148	166	187
74	1		27	47	74	97	119	134	147	167	188
75	2		26	46	75	98	120	135	146	168	189
76	3		25	45	76	99	101	136	145	169	190
77	4		24	44	77	100	102	137	144	170	191
78	5		23	43	78	81	103	138	143	171	192
79	6		22	42	79	82	104	139	142	172	193
80	7		21	41	80	83	105	140	141	173	194
81	4		30	42	67	87	101	123	145	174	195
82	5		31	43	68	88	102	124	146	175	196
83	6		32	44	69	89	103	125	147	176	197
84	7		33	45	70	90	104	126	148	177	198
85	8		34	46	71	91	105	127	149	178	199
86	9		35	47	72	92	106	128	150	179	200
87	10		36	48	73	93	107	129	151	180	187
88	11		37	49	74	94	108	130	152	161	188
89	12		38	50	75	95	109	131	153	162	189
90	13		39	51	76	96	110	132	154	163	190
91	14		40	52	77	97	111	133	155	164	191
92	15		21	53	78	98	112	134	156	165	192
93	16		22	54	79	99	113	135	157	166	193
94	17		23	55	80	100	114	136	158	167	194
95	18		24	56	61	81	115	137	159	168	195
96	19		25	57	62	82	116	138	160	169	196
97	20		26	58	63	83	117	139	141	170	197
98	1		27	59	64	84	118	140	142	171	198
99	2		28	60	65	85	119	121	143	172	199
00	3		29	41	66	86	120	122	144	173	200

Приложение 1

Стандартные энтальпии образования (Н⁰₂₉₈), абсолютные энтропии (S⁰₂₉₈) и энергии Гиббса образования (G⁰₂₉₈) некоторых веществ.

Вещество	Н⁰₂₉₈, кДж/моль	S⁰₂₉₈, Дж/моль∙К	G⁰₂₉₈, кДж/моль
Аl₂О_3(К)	—1669,80	50,90	—1580,0
ВаО_(К)	—558,1	70,3	—528,40
ВаСО_3(К)	—1218,8	112,1	—1138,80
ВеО_(К)	—610,9	14,10	—581,61
ВеСО_3(К)	—982	67,29	—944,75
В₂О_3(К)	—1254	80,8	—1193,7
В₂Н_6(Г)	38,5	232,0	89,6
С_(АЛМАЗ)	1,83	2,36	2,83
С_{(ГРАФИТ)}	0	5,69	0
СН_4(Г)	—74,85	186,19	—50,79
С₂Н_2(Г)	226,80	200,82	209,20
С₂Н_4(Г)	52,26	219,45	68,10
С₂Н_6(Г)	—84,67	229,50	—32,90
С₆Н_6(Ж)	49,0	172,8	124,5
СН₃ОН_(Г)	—201,17	237,7	—161,88
СН₃ОН_(Ж)	—238,6	126,80	—166,1
С₂Н₅ОН_(Ж)	—277,60	160,70	—174,80
Н₂СО_(Г)	—115,90	220,1	—110,0
СО_(Г)	—110,5	197,91	—137,27
СО_2(Г)	—393,51	213,65	—394,38
СаО_(К)	—635,6	38,10	—604,20
Са(ОН)_2(К)	—986,50	76,1	—896,96
СаСО_3(К)	—1206,87	92,8	—1128,75
СаС_2(К)	—62,8	70,0	—67,8
Сl_2(Г)	0	222,95	0
Сu_(К)	0	33,32	0
СuО_(К)	—155,2	43,52	—127,2
F_2(Г)	0	202,9	0
Fе_(К)	0	27,2	0
FеО_(К)	—266,52	54	—244,3
Fе₂О_3(К)	—822,2	89,96	—740,3
Fе₃О_4(К)	—1117,1	146,4	—1014,2
Н_2(Г)	0	130,59	0
НF_(Г)	—268,6	173,52	—270,7

Вещество	Н⁰₂₉₈, кДж/моль	S⁰₂₉₈, Дж/моль∙К	G⁰₂₉₈, кДж/моль
НСl_(Г)	—92,31	186,68	—95,26
Н₂О_(Г)	—241,83	188,72	—228,59
Н₂О_(Ж)	—285,84	69,94	—237,19
Н₂S_(Г)	—20,15	205,64	—33,02
NаF_(К)	—573,6	51,3	—543,3
аСl_(К)	—411,1	72,12	—384,03
_2(Г)	0	191,49	0
Н_3(Г)	—46,19	192,50	—16,64
Н₄Сl_(К)	—315,39	94,5	—203,88
NН₄NО_3(К)	—365,4	151,0	—183,8
N₂О_(Г)	81,6	219,9	104,2
О_(Г)	90,37	210,20	86,69
О_2(Г)	33,85	240,46	51,84
N₂О_4(Г)	9,66	304,3	98,29
О_2(Г)	0	205,03	0
Рb_(К)	0	64,8
РbО_(К)	—219,3	66,2	—189,1
РbО_2(К)	—276,6	74,89	—219,0
РСl_3(Г)	—306,35	311,66	—286,27
РСl_5(Г)	—398,94	352,71	—324,63
S_(РОМБ)	0	31,90	0
S_{(МОНОКЛ)}	0,38	32,6	0,188
SО_2(Г)	—296,9	248,1	—300,2
Sn_(К)	0	51,6
SnО_(К)	—286,0	56,5	—256,9
SnО_2(К)	—580,8	52,3	—519,9
Тi_(К)	0	30,7	0
ТiО_2(К)	—943,9	50,3	—888,6
W	0	32,7	0
WО_3(К)	—842,70	75,90	—763,80
Zn_(К)	0	41,63	0
ZnО_(К)	—350,6	43,64	—318,2

Приложение 2

Криоскопические (К) и эбуллиоскопические (Э) постоянные некоторых растворителей

растворитель	К	Э
Вода	1,86	0,52
Бензол	5,10	2,57
Эфир		2,16

Приложение 3

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах (при 298К).

Электролит	Уравнение диссоциации	К_Д
Угольная кислота	Н₂СО₃↔Н⁺+НСО₃^- НСО₃^-↔Н⁺+СО₃^2-	4,3∙10^-7 5,6∙10^-11
Сернистая кислота	H₂SO₃↔H⁺+HSO₃^- HSO₃^-↔H⁺+SO₃^2-	1,3∙10^-2 5,0∙10^-6
Синильная кислота	HCN↔H⁺+CN^-	7,2∙10^-10
Хлорноватистая кислота	HClO↔H⁺+ClO^-	5∙10^-7
Уксусная кислота	СН₃СООН↔Н⁺+СН₃СОО^-	1,8∙10^-5
Гидроксид цинка	Zn(OH)₂↔ZnOH⁺+H⁺ ZnOH⁺↔Zn²⁺+OH^-	5,0∙10^-5 1,5∙10^-9
Гидроксид железа (II)	Fe(OH)₂↔FeOH⁺+OH^- FeOH⁺↔Fe²⁺+OH^-	1,3∙10^-4
Гидроксид железа (III)	Fe(OH)₃↔Fe(OH)₂⁺+OH^- Fe(OH)₂⁺↔FeOH²⁺+OH^- FeOH²⁺↔Fe³⁺+OH^-	1,82∙10^-11 1,35∙10^-12
Гидроксид магния	Mg(OH)₂↔MgOH⁺+OH^- MgOH⁺↔Mg²⁺+OH^-	2,63∙10^-3
Гидроксид олова (II)	Sn(OH)₂↔SnOH⁺+OH^- SnOH⁺↔Sn²⁺+OH^-	1,17∙10^-12
Гидроксид олова (IV)	Sn(OH)₄↔Sn(OH)₃⁺+OH^- Sn(OH)₃⁺↔Sn(OH)₂²⁺+OH^- Sn(OH)₂⁺↔Sn(OH)³⁺+OH^- Sn(OH)³⁺↔Sn⁴⁺+OH^-	1,2∙10^-15

Приложение 4

Ряд стандартных электродных потенциалов металлов (при 25⁰С).

Уравнение электродного процесса	Е₀, В	Уравнение электродного процесса	E₀, B
Li⁺ + ē = Li	-3,04	Co²⁺+ 2 ē = Co	-0,28
Rb⁺ + ē = Rb	-2,93	Ni²⁺ + 2 ē = Ni	-0,25
K⁺ + ē = K	-2,92	Sn²⁺ + 2 ē = Sn	-0,14
Ca²⁺ + 2 ē = Ca	-2,84	Pb²⁺ + 2 ē = Pb	-0,13
Na⁺ + ē = Na	-2,71	Fe³⁺ + 3 ē = Fe	-0,04
Mg²⁺ + 2 ē = Mg	-2,38	2H⁺ + 2 ē = H₂	0
Al³⁺ + 3 ē = Al	-1,66	Bi³⁺ + 3 ē = Bi	0,21
Ti²⁺+ 2 ē = Ti	-1,63	Cu²⁺+ 2 ē = Cu	0,34
Mn²⁺ + 2 ē = Mn	-1,18	Cu⁺ + ē = Cu	0,52
Cr²⁺ + 2 ē = Cr	-0,91	Hg₂²⁺ + 2 ē = 2Hg	0,79
Zn²⁺ + 2 ē = Zn	-0,76	Ag⁺ + ē = Ag	0,80
Cr³⁺ + 3 ē = Cr	-0,74	Hg²⁺ + 2 ē = Hg	0,85
Fe²⁺ + 2 ē = Fe	-0,44	Pt²⁺ + 2 ē = Pt	1,19
Cd²⁺ + 2 ē = Cd	-0,40	Au³⁺ + 3 ē = Au	1,50

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2323

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
10.12.2018144.9 Кб11МОЙ КУРСОВИК.doc
#
12.04.2015646.14 Кб254Моя родословная и её составление.doc
#
12.04.20153.25 Mб80МПС (лекции).doc
#
12.04.20152.02 Mб95МПС_проект2007.doc
#
01.07.2025413.7 Кб4МУ ТСПкр 2015.DOC
#
01.07.2025965.63 Кб1МУ для заочн.doc
#
12.04.201554.06 Кб28МУ к выполнению ПР1.docx
#
12.04.201556.98 Кб23МУ к выполнению ПР2.docx
#
01.07.202527.58 Mб4МУ ЛЗ_ПиАУминс (1).doc
#
19.11.2019966.14 Кб27МУ по Деталям машин.doc
#
01.07.202510.19 Mб3МУ ТОСП КСС, лб.doc