- •Часть 2
- •Правила по технике безопасности
- •Лабораторная работа «окислительно-восстановительные реакции»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электроотрицательность элементов и образование химической связи
- •1.2. Основные положения теории окисления-восстановления
- •1.3. Правила определения степени окисления
- •1.4. Важнейшие восстановители и окислители
- •1.5. Изменение окислительно-восстановительных свойств простых веществ по периодам и группам
- •1.6. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •1.7. Нахождение коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций
- •1.8. Направление и полнота протекания окислительно-восстановительных реакций
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «гальванический элемент»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электрохимический ряд напряжений
- •1.2. Стандартные электродные потенциалы
- •1.3. Устройство и принцип работы гальванического элемента
- •1.4. Уравнение электродного потенциала (уравнение Нернста)
- •1.5. Поляризационные явления в гальванических элементах
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «электролиз»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Сущность электролиза
- •1.2. Электролиз расплава
- •1.3. Электролиз водных растворов
- •1.4. Законы Фарадея (законы электролиза)
- •1.5. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «коррозия металлов»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Основные типы коррозии металлов
- •1.3. Классификация коррозионных процессов
- •1.3.1. Химическая коррозия
- •1.3.2. Электрохимическая коррозия
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «защита от коррозии»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электрохимические методы
- •1.2. Методы, связанные с изменением свойств корродирущего металла
- •1.2.1. Методы изоляции металла от окружающей среды
- •1.2.2. Легирование металлов и сплавов
- •1.3. Методы, связанные с изменением свойств коррозионной среды
- •1.4. Комбинированные методы защиты
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «коллоидные растворы»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Коллоидные растворы как дисперсные системы
- •1.2. Получение коллоидных систем
- •1.2.1. Методы диспергирования
- •1.2.2. Методы конденсации
- •1.3. Строение мицелл золей
- •1.4. Явление коагуляции
- •1.5. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «жесткость воды. Методы умягчения и определения жесткости»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Жёсткость воды
- •1.1.1. Компоненты и виды жёсткости
- •1.1.2. Действие жёсткости
- •1.1.3. Единицы измерения жёсткости
- •1.2. Умягчение воды методами осаждения
- •1.2.1. Термический метод
- •1.2.2. Реагентные методы
- •1.3. Метод ионного обмена
- •1.3.1. Иониты и процессы ионного обмена
- •1.3.2. Обессоливание воды методом ионного обмена
- •1.3.3. Умягчение воды методом ионного обмена
- •1.4. Определение жёсткости воды
- •1.4.1. Титриметрический метод анализа
- •1.4.2. Определение карбонатной жёсткости воды
- •1.4.3. Определение общей жёсткости воды
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольное задание
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы Основная
- •Дополнительная
- •Часть 2
- •400074, Волгоград, ул. Академическая, 1
- •В двух частях
- •Часть 2 Волгоград 2010
2. Экспериментальная часть
Содержание работы:
1. После ознакомления с теоретическим материалом выполнить опыты и записать наблюдения.
2. Во всех опытах записать происходящую окислительно-восстановительную реакцию и процессы окисления и восстановления. Во втором и третьем опытах составить схему образующихся гальванических элементов (гальванопар).
Опыт 1. Коррозия меди при контакте с иодом
Положить в тигель несколько кристалликов иода. Накрыть тигель асбестовой бумагой и опустить медную проволоку в тигель через отверстие в асбестовой бумаге. В вытяжном шкафу (!) поставить тигель на кольцо штатива и слегка нагреть на пламени газовой горелки в течение 2-3 минут. Дать тиглю остыть и, сняв с него крышку, вынуть медную проволоку. Наблюдать, как изменилась поверхность медной проволоки. Написать уравнение химической коррозии меди в среде иода, повлекшее за собой образование соли Cu2I2 на поверхности меди. Сделать выводы о том, как классифицировать данный случай коррозии по механизму протекания реакции и по характеру агрессивной среды.
Опыт 2. Значение защитных пленок в процессе коррозии
Опустить гранулу алюминия на минуту в раствор щёлочи (в пробирке), затем промыть водой, вытереть фильтровальной бумагой и поместить в фарфоровую чашку в раствор нитрата ртути Hg(NO3)2 . Вынуть гранулу, промыть водой и наблюдать за изменением поверхности на воздухе. Каков состав вещества, появляющегося на поверхности алюминия? Снять порошок фильтровальной бумагой и поместить алюминий в пробирку с водой. Какой газ выделяется? Сделать вывод о роли пленки Al2O3, мешающей алюминию проявлять свою высокую активность. Составить схему образующейся гальванопары.
Алюминий очень активный металл, его Е0 = –1,663 В. Однако алюминий при комнатной температуре не изменяется на воздухе, поскольку его поверхность покрыта тонкой плёнкой оксида, обладающей очень сильным защитным действием.
При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причём образуется алюминаты — соли, растворимые в воде, содержащие алюминий в составе аниона:
Al2O3 + NaOH → NaAlO2 — метаалюминат Na;
или:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4].
Алюминий, лишённый защитной плёнки, взаимодействует с водой, вытесняя из неё водород:
2Al + 6H2O = 2Al(OH) 3 + 3H2↑.
Далее происходит обменная реакция c нитратом ртути (II):
2Al + 3Hg(NO3)2 = 3Hg + 2Al(NO3)3.
Возникает коррозионная гальванопара в нейтральной среде:
(–) Al │H2O, O2 │Hg (+);
Е0 Al3+/Al = –1,67 B;
Е0 Hg2+/Hg = +0,79 B.
Анод Al0 – 3ē → Al3+ (окисление);
катод 2H2O + O2 + 4ē = 4OH– (восстановление на ртути).
Таким образом, происходит коррозия алюминия с кислородной деполяризацией. Продукт коррозии в нейтральной среде — гидроксид алюминия (рыхлые белые хлопья):
Al3+ + OH– = Al(OH)3↓.
Опыт 3. Коррозия при контакте двух различных металлов
В фарфоровую чашку налить 0,1 н. раствор серной кислоты, опустить в неё кусочек цинка. Наблюдать медленное выделение газа. Опустить в фарфоровую чашку пластинку меди, не доводя ее до соприкосновения с цинком. Отметить, выделяется ли газ на медной пластинке. Подвести медную пластинку к цинку так, чтобы она контактировала с цинком. Какой газ выделяется на поверхности медной пластинки? Объяснить его выделение на меди в этом случае. Составить схему образующейся гальванопары. Как влияет контакт с медью на коррозию цинка?