Mg2+ +
Al3+ +
Zn2+ +
Fe2+ +
Ni2+ +
Sn2+ +
Pb2+ +
Cu2+ +
По результатам исследований предложенного для изучения сплава делаем вывод, что в его состав входят следующие металлы _______________
________________________ .
Дата выполнения работы _________________________________
Подпись преподавателя ___________________________________
Лабораторная работа №9
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ОПЫТ 1. Составление медно-цинкового элемента.
Рис. 9.1. Гальванический элемент
Даниэля-Якоби:
1 − растворы ZnSO4 и CuSO4; 2 − электролитический мостик;
3 − гальванометр
Электрохимическая схема медно-цинкового гальванического элемента:
32
Анодом является пластина ____________, катодом – пластина ________
Электронные уравнения электродных процессов:
Анод (–) |
Процесс ______________________ , |
Катод (+) |
Процесс ______________________ . |
Уравнение химической реакции, протекающей в гальваническом элементе:
Вионной форме –
Вмолекулярной форме –
Расчет ЭДС гальванического элемента по формуле:
ЭДС = Е0катода – Е0анода = Е0Cu2+/Cu – E0Zn2+/Zn.
Значения стандартных потенциалов анода и катода выпишите из ряда стандартных электродных потенциалов металлов (рад напряжений):
Е0Zn2+/Zn = ___________ |
Е0Cu2+/Cu = _____________ . |
ЭДС = |
|
Алюминий-цинковый гальванический элемент.
Электрохимическая схема алюминий-цинкового гальванического элемента:
Анодом является пластина ____________, катодом – пластина ________ .
Электронные уравнения электродных процессов:
Анод (–) |
Процесс ______________________ , |
Катод (+) |
Процесс ______________________ . |
Уравнение химической реакции, протекающей в гальваническом элементе:
Вионной форме –
Вмолекулярной форме –
Расчет ЭДС гальванического элемента по формуле:
ЭДС = Е0катода – Е0анода = E0Zn2+/Zn – E0Al3+/Al.
33
Значения стандартных потенциалов анода и катода из ряда стандартных электродных потенциалов металлов (рад напряжений):
Е0Al3+/Al = ___________ , |
Е0Zn2+/Zn = _____________ . |
ЭДС =
ОПЫТ 2. Составление концентрационного гальванического элемента
Электрохимическаясхемаконцентрационногогальваническогоэлемента:
(–) Анод Zn ZnSO4 ZnSO4 Zn Катод (+) 0,01М 1М
Электронные уравнения электродных процессов:
Анод (–) |
Процесс _____________________ , |
Катод (+) |
Процесс ______________________ . |
Расчет электродного потенциала по уравнению Нернста.
EZn2+/Zn (анода) = E0Zn2+/Zn +0,059/n lg [Zn2+] =
EZn2+/Zn (катода) = E0Zn2+/Zn =
Расчет ЭДС концентрационного гальванического элемента по формуле: ЭДСкгэ = EZn2+/Zn (катода) – EZn2+/Zn (анода) =
ОПЫТ 3. Изготовление свинцового аккумулятора
|
Рис. 9.2. Свинцовый аккумулятор: |
1 |
− широкогорлая склянка, 2 − пробка, |
3 |
− пластины из свинцовой фольги, |
4 |
− отверстие для выхода газа, |
5 |
− проводники, 6 − фильтровальная |
бумага |
|
34
При зарядке аккумулятора электрическая энергия превращается в химическую. Протекающие при этом химические процессы выражаются ионными уравнениями:
на катоде:
_
Катод (−) PbSO4 + 2 e = Pb0 + SO42−, или
_
Pb2+ + 2e = Pb0;
на аноде:
_
Анод (+) Pb2SO4 − 2e + 2 H2O = PbO2 + 4H+ + SO42−, или
_
Pb2+ − 2e = Pb4+.
Суммируя эти одновременно протекающие процессы, получим уравнение химической реакции, протекающей при зарядке аккумулятора:
2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42−.
Заряженный аккумулятор представляет собой гальванический элемент , работающий на основе самопроизвольно протекающего окислительновосстановительного процесса:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O.
При разрядке аккумулятора химическая энергия превращается в электрическую,. Электродные процессы выражаются уравнениями:
на катоде:
_
Катод (+) PbO2 + 2e + 4H+ + 2SO42− + 2H2O , или
_
Pb4+ + 2e = Pb2+;
на аноде:
|
|
Pb0 |
_ |
Анод (−) |
− 2e + SO42− = PbSO4 или |
||
Pb0 |
_ |
|
|
− 2e = Pb2+. |
|
||
Дата выполнения работы ___________________________ ,
Подпись преподавателя ____________________________ .
35