Примеры решения задач. Пример 1

Ток, проходя через раствор кислоты выделяет за 3 мин 50 см³ водорода, измеренных при 17С под давлением 99300 Па. Рассчитать силу тока.

I - ?	Cu	Силу тока рассчитывают по объёдинённому закону Фарадея m = ЭI /F; I = mF/Э  Э(Н) = 1 Сначала необходимо найти массу вещества из уравнения состояния идеального газа PV = mRT/М; m= PVM/RT .
 = 3 мин V = 50 см3 t = 17C P = 99300 Па R = 8,314 Дж/(мольК) F = 9,65104 Кл/экв М(Н2) = 2 г/моль	180 с 5010-6 м3 290 К

Пример 2

При рафинировании меди ток 50А выделяет за 4 часа 224 г меди. Рассчитать выход по току.

 - ?	Cu	По закону Фарадея рассчитаем m = ЭI/F = 325014400/9,65104 = 237 г. Э (Сu) = M /п = 64/2 = 32  = mпр100%/mтеор;  = 224100%/237 = 94,45%
 = 4 ч mпр = 224 г I = 50А F = 9,65 104 Кл/моль	14400 с

Пример 3

Вычислить ЭДС гальванического элемента при 25С.

Ag/AgNO₃//NiSO₄/Ni

Концентрация раствора AgNO₃ m₁ = 0,005 моль/1000 г Н₂О, раствора NiSO₄ m₂ = 0,1 моль/1000 г Н₂О. Коэффициент активности для AgNO₃ = 0,925, для NiSO₄ = 0 ,15.

Е - ?	1) ЭДС рассчитываем по формуле Е = 2 - 1 2) Рассчитываем по формулам Нернста потенциалы  2Ag/Ag+ =  + RTlna(Ag+)/nF a (Ag+) =γm 0Ag/Ag+ = 0,799 В (табличное значение – приложение № 4)
m(AgNO3) = 0,005 моль/кг m(NiSO4) = 0,1 моль/кг γ(AgNO3) = 0,925 γ(NiSO4) = 0,15

a (Ni²⁺) = γ m

_Ni/Ni2+ = - 0,23 В (табличное значение)

Е = ₂ - ₁ = 0,661 – (–0,284) = 0,945 В.

Вопросы для самоконтроля

1. Прикладное значение электрохимии.

2. Гальванический элемент Якоби – Даниэля, возникновение электрического тока.

3. Концентрационные элементы. Диффузионный потенциал.

4. Электроды сравнения: нормальный водородный электрод, каломельный, хлорсеребряный.

Раздел 2. Основы коллоидной химии.

Тема 2.1. Дисперсные системы.

Коллоидная химия – наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем (т.е. систем находящихся в мелкораздробленном состоянии) и о процессах протекающих в этих системах.

Коллоидные системы состоят: из – дисперсной фазы – совокупность твёрдых частиц или пор находящихся в высокодисперсном состоянии и распределённых в какой-либо соответствующей среде – дисперсионной среде.

Теория, которая изучает строение коллоидной частицы, называется мицеллярной теорией.

Коллоидный раствор состоит из:

1. мицеллы

2. интермицеллярной жидкости

Мицелла – электрически нейтральная структурная коллоидная единица окружённая двойным электрическим слоем.

Мицелла состоит из:

1. агрегата (или зародыша), который образуется из нейтральных молекул или атомов.

2. Адсорбционный слой, который состоит из ионов и противоинов стабилизатора.

Стабилизатор – это то вещество, которое берётся в избытке, для того чтобы образовался коллоидный раствор и не выпал осадок вещества.

Ионы, которые адсорбируются на агрегате и придают ему определённый заряд называют потенциалобразующие (ионы, которые имеются и в агрегате, и в стабилизаторе)

Агрегат + потенциалобразующие ионы – это ядро.

3. Диффузный слой. Он состоит из оставшихся ионов стабилизатора.

Например:

КI+Ag NO₃ → Ag I  + K N O₃.

в обычных условиях образуется осадок йодида серебра, но если взять избыток какого-либо вещества, то образуется коллоидный раствор.

1. В качестве стабилизатора (избытка) берём Ag N O₃

 m Ag I n Ag⁺ (n - x) N O₃ ^{– x+}  x N O₃ ^–

агрегат потенциал противо

образующие ионы

ионы стабилизат.

ядро диффузионный

слой

адсорбционный

слой

частица или гранула

мицелла