хімія залік
.docx36. Гальванічний елемент — хімічний джерело електричного струму, названий на честь Луїджі Гальвані. Принцип дії гальванічного елемента заснований на взаємодії двох металів через електроліт, що приводить до виникнення в замкнутій ланцюга електричного струму. Електродний потенціал виникає на межі розділу ртуті з каломель. Величина його залежить від концентрації іонів ртуті в пасті каломелі, а концентрація іонів ртуті є функцією концентрації іонів хлору, якав свою чергу залежить від концентрації іонів хлору в розчині хлористого калію, що з'єднує порожнину електрода з вимірюваним середовищем. Таким чином, підтримуючи постійної концентрацію цього розчину, можна отримати стабільний потенціал каломельного електрода, залежнийтільки від температури.
37. рівнянням Нернста:
Для Т=298 К :
.
стандартний
електродний потенціал, що
позначається E o, E 0, або
E O, є
мірою індивідуального потенціалу
оборотного електрода (в рівновазі) в
стандартному
стані,
яке здійснюється в розчинах при ефективній
концентрації в 1 моль / кг і в газах при
тиску в 1 атмосферу або 100 кПа (кілопаскалів).
Скляний
електрод
є тонкостінною скляною кулькою /,
заповненою розчином НС1 чи яким-небудь
буферним розчином 2. Всередину кульки
поміщають хлорсрібний електрод 3. Цей
пристрій закривають захисною трубкою
4. Перед роботою скляний електрод якийсь
час вимочують у 0,1 н. НС1. При цьому іони
водню з розчину обмінюються на іони
натрію зі скляної мембрани і в системі
встановлюється деяка рівновага.
Підготовлений в такий спосіб електрод,
в якому протони поверхні скла знаходяться
в рівновазі з протонами розчину, може
бути використаний для визначення рн.
Водне́вий
електро́д —
відновлювально-окисний
електрод, що береться за основу
термодинамічної шкали відновлювально-окисних
потенціліалів. Абсолютний
електродний потенціалводневого
електроду дорівнює 4,44 ± 0,02 В при 25 °C,
але для порівняння з потенціалами інших
електродів вважається нульовим при
низькій температурі.
38.
Гальванічний елемент Даніеля–Якобі
на рис. 38. Цей елемент скла-дається з мідної та цинкової пластинок, які занурені у сір-чанокислі розчини солей цих металів. Розчини з’єднані між собою сольовим містком КСІ, який забезпечує іонну провід-ність та запобігає процесам дифузії між двома розчинами.
Якщо замкнути зовнішній ланцюг, то починається перехід електронів у зовнішній ділянці та іонів - у внутрішній, тобто гальванічний елемент починає працювати. Він стає джерелом електричного струму.
Узагальнення експериментальних даних та аналіз роботи різ-номанітних електрохімічних елементів дозволяє зробити такий висновок.
В основі роботи будь-якого гальванічного елемента лежать окислювально-відновні реакції, які проходять окремо: на негати-вному електроді - окислення, на позитивному - відновлення,
Щодо гальванічного елемента Даніеля-Якобі маємо наступ-не. На цинковому електроді, більш негативному (аноді), йде про-цес окислення за схемою:
Zn° <-> Zn2+ + 2е. Ha мідному електроді, більш позитивному (катоді) йде про-цес відновлення за схемою:
Си2+ + 2е <-> Си °. Сумарна реакція, яка проходить у такому гальванічному еле-менті, має вигляд:
Zn + Си + <-> Zn + + Си .
Характерною особливістю перебігу процесів у гальванічному елементі є просторове розділення процесів окислення та віднов-лення.
Схематично гальванічний елемент Даніеля-Якобі можна зо-бразити так:
(-)Zn | Zn || Cu |Cu(+).
Електрорушійна сила (ерс), фізична величина, що характеризує дію сторонніх (непотенційних) сил в джерелах постійного або змінного струму; у замкнутому провідному контурі дорівнює роботі цих сил по переміщенню одиничного позитивного заряду уздовж контура. Якщо через E стр позначити напруженість поля сторонніх сил, то едс(електрорушійна сила) в замкнутому контурі ( L ) рівна , де dl — елемент довжини контура.
39.
40 .Окисно-відновні або редокс-системи .Серед хімічних перетворень найважливішу роль відіграють окисно-відновні процеси, які є причиною низки природних явищ: горіння, гниття, бродіння, перерозподілу енергії в природі, процесів обміну речовин у живих організмах. Людина широко використовує штучні окисно-відновні реакції – в енергетиці, металургії, хімічній індустрії, біології, медицині, сільському господарстві, екології та в багатьох інших галузях.
Реакції, які відбуваються зі зміною ступенів окиснення елементів називають окисно-відновними.
Розглянемо основні положення теорії окисно-відновних реакцій (ОВР).
-
Окиснення (англ. Oxidation) – процес віддачі електронів атомом:
Na – е = Na+; 2Cl– – 2е = Cl2.
В процесі окиснення ступінь окиснення елемента зростає.
-
Відновлення (англ. Reduсtion) – процес приєднання електронів атомом:
S + 2е = S–2; Fe3+ + е = Fe2+.
В процесі відновлення ступінь окиснення елемента зменшується.
-
Частинки (атоми, молекули, іони), які віддають електрони називають відновниками і в реакції вони окиснюються. Частинки, які приєднують електрони називають окисниками, в реакції вони відновлюються. Оскільки окисник і відновник входять до складу певних речовин, то ці речовини відповідно називають окисником і відновником.
-
Окиснення завжди супроводжується відновленням і навпаки:
Red1 – nе → Ox1
Ox2 + mе→ Red2
Окисно-відновні реакції – єдність процесів окиснення і відновлення.
-
Кількість електронів, відданих відновником, завжди дорівнює кількості електронів, прийнятих окисником.
Від англійських назв процесів окиснення і відновлення, окисно-відновні реакції ще називають редокс-реакціями.
Окисники та відновники.
Окисники – атоми елементів у таких ступенях окиснення, у яких вони здатні приєднувати електрони. Серед усіх речовин, окисну здатність мають ті, які містять атоми з високими ступенями окиснення. До них належать:
-
Прості речовини – неметали – галогени (VIIA підгрупа), халькогени (VIA підгрупа).
-
Гідроген пероксид Н2О2.
-
Оксиди металів у високих ступенях окиснення: хром (VI) оксид CrO3, манган (VII) оксид Mn2O7, плюмбум (IV) оксид PbO2, аргентум (ІІ) оксид Ag2O та їх солі: феруму (ІІІ), ауруму (ІІІ) кобальту (ІІІ), плюмбуму (IV).
-
Оксигеновмісні кислоти та їх солі: нітратна HNO3 і нітрати, концентрована сульфатна H2SO4, перманганатна HMnO4 і перманганати. Солі кислот хрому (VI) – хромати Ме2CrO4, дихромати Ме2Cr2O7 (Ме – одновалентний метал), оксигеновмісні кислоти хлору – гіпохлоритна HClO, хлоратна HClO3, перхлоратна HClO4.
-
Анод при електролізі.
Відновники – атоми елементів у таких ступенях окиснення, у яких вони здатні віддавати електрони. Відновну здатність мають нейтральні атоми або молекули, катіони металів, аніони неметалів, складні іони або молекули, що містять елементи у низьких або проміжних ступенях окиснення. До них належать:
-
Прості речовини – метали.
-
Прості речовини – неметали: вуглець С, водень Н2, кремній Si.
-
Гідроген пероксид Н2О2.
-
Оксиди неметалів: карбон (ІІ) оксид СО, нітроген (ІІ) оксид NO, сульфур (IV) оксид SO2.
-
Оксигеновмісні кислоти: сульфітна H2SO3, нітритна HNO3, метафосфатна H3PO3 та їх солі.
-
Безоксигенові кислоти: сульфідна H2S, галогеноводневі HHal та їх солі.
-
Солі, у яких метали перебувають не у найвищих ступенях окиснення: стануму (ІІ), феруму (ІІ), хрому (ІІІ), мангану (ІІ).
-
Аміак NH3.
-
Альдегіди, спирти.
-
Катод при електролізі.
136. Токсичні аерозолі це:
а) туман, хмари; б) вугільний пил, тютюновий дим;
в) піни, зависи твердих речовин; г) колоїди в газовому середовищі.
137. Патогенні аерозолі містять:
а) мікроби, віруси; б) плазму, піну; в) дим, туман; г) ВМС.
138. Переваги використання лікарських засобів у вигляді аерозолів:
а) розсіювання їх; б) глибоке проникнення в тканини;
в) розшарування лікарської речовини;
г) взаємодія із білками.
139. В результаті високої дисперсності аерозолі :
а) погано змішуються; б) швидко випаровуються;
в) швидко всмоктуються; г) погано розчиняються.
140. Антракоз виникає внаслідок вдихання:
а) смогу; б) тютюнового диму;
в) вугільного пилу; г) силіконового пилу.
Колоїдні розчини: одержання, очищення, властивості
141. Колоїдними називають:
а) мікрогетерогенні системи із розміром частинок 10─7 ─ 10─9м;
б) мікрогомогенні системи із розміром частинок 10─7 ─ 10─9м;
в) мікрогетерогенні системи із розміром частинок 10─2 ─ 10─4м;
г) макрогетерогенні системи із розміром частинок 10─5─ 10─7м.
142. Колоїдні системи:
а) гідрофільні; б) гідрофобні; в) ліофільні; г) електрофільні.
143. Колоїдні системи отримують такими методами:
а) осмотична конденсація; б) біохімічна конденсація;
в) хімічна конденсація; г) потенціометрична конденсація.
144. Пептизація – це процес утворення колоїдного розчину:
а) із свіжо осадженого осаду за допомогою електроліту – стабілізатора;
б) із свіжо осадженого осаду за допомогою коагулянту;
в) із свіжо осадженого осаду за допомогою електричного струму;
г) із свіжо осадженого осаду за допомогою високого тиску.
145. Одним із методів фізичної конденсації є:
а) метод заміни речовини; б) температурна конденсація;
в) метод заміни розчинника; г) збільшення концентрації.
146. Адсорбція потенціал визначаючих іонів в міцелі відбувається за
правилом:а) Панета – Фаянса; б) Вант-Гоффа;
в) Бойля – Маріотта; г) Фріделя Крафтца.
147. Електрокінетичний потенціал виникає в міцелі на межі:
а) міцели та розчинника; б) ядра та адсорбційного шару;
в) ядра та дифузного шару; г) гранули та дифузного шару.
148. Срібло в колоїдному стані вживається як лікарський препарат, який
називається:
а) антисептик ; б) ляпіс; в) коларгол; г) срібна вода.
149. Лікарський препарат протаргол це колоїдний розчин:
а) феруму; б) купруму; в) аргентуму; г) меркурію.
150. В організмі людини колоїдною системою є:
а) сечовина; б) холестерин; в) білок; г) гепарин.