Виконання роботи

Задача 1. Калібрування шкали рН-метра.

Мета роботи: відкалібрувати рН–метр за допомогою буферних розчинів.

Вимірюють рН п’яти буферних розчинів (за вказівкою викладача) з відомим значенням рН. Дані вимірів записують у таблицю 7.1.

Таблиця 7.1 – Значення рН розчинів.

рН буф.
рН вим.

Будують калібрувальну пряму, відкладаючи на осі абсцис відомі значення рН, а на осі ординат – виміряні.

Задача 2. Визначення рН розчинів.

Мета роботи: визначити рН розчинів сильних та слабких електролітів за допомогою калібрувального графіка та порівняти їх з теоретично розрахованими.

За допомогою рН – метра вимірюють рН розчинів сильних і слабких кислот та основ (за вказівкою викладача). За калібрувальною прямою визначають практичні значення рН і порівнюють їх з теоретично розрахованими за рівняннями (7.1 – 7.4).

Розраховують відносну похибку експерименту.

ЛІТЕРАТУРА: 1, с. 253; 6, с. 49 – 56.

8. Електроліз

Розклад речовини під дією електричного струму називається електролізом.

При електролізі на від’ємному електроді (катоді) перебігає розряд катіонів, на додатному (аноді) – розряд аніонів або окислення матеріалу анода. Якщо в розчині є декілька видів іонів, то на катоді в першу чергу перебігає процес, який характеризується більшим значенням електродного потенціалу, а на аноді – меншим значенням.

За першим законом Фарадея кількість речовини, що перетворюється при електролізі, прямо пропорційна кількості електрики, яку пропущено через розчин.

За другим законом Фарадея внаслідок проходження однакової кількості електрики через різні електролітні системи маси речовин, що перетворюються на електродах, пропорційні їх хімічним еквівалентам. Із другого закону Фарадея випливає, що для перетворення одного моль- еквівалента будь–якої речовини необхідна однакова кількість електрики, яка називається сталою Фарадея (F): 1 F = 96500 Кл (А·с) = 26,8 А · год.

За законами Фарадея масу речовини, що перетворюється при електролізі на катоді або аноді, розраховують за рівнянням:

,

(8.1)

де Q – кількість електрики, пропущеної через розчин, Кл або А · год.; I – сила струму, А; τ – тривалість електролізу, с або год.; М_екв. – хімічний еквівалент речовини (маса 1 моль-еквіваленту, г). Хімічний еквівалент речовини залежить від того, який електрохімічний процес перебігає на катоді або аноді. Для визначення цієї величини потрібно записати електродну реакцію і поділити молярну масу речовини, що перетворюється, на кількість електронів, які беруть участь в електродному процесі.

Швидкість електролізу залежить від густини електричного струму, яка визначається за формулою:

,

(8.2)

де I – сила струму, А або мА; S – площа електрода, м² (см²).

Побічні процеси при електролізі можуть призвести до зниження виходу основного продукту. Відношення кількості практично одержаного продукту до теоретично можливої, розрахованої за законами Фарадея, називається виходом за струмом (В_С) і визначається у відсотках:

% або . %

(8.3)

Вихід за струмом є важливою характеристикою процесу електролізу.