Электрохимическую систему испытуемого элемента можно записать

так

(-) Ag | AgCl | KCl нас || KCl нас || CuSO4 | Cu (+).

Для измерения ЭДС или напряжения разомкнутой цени (Uрц) таких гальванических элементов нельзя пользоваться обычным вольтметром, так как приборы этого типа имеют малое внутреннее сопротивление, и в цепи появляется ток. В результате прохождения тока через элемент электроды его резко поляризуются, и их потенциал резко изменяется. Для того чтобы избежать подобного искажения величины ЭДС элемента, измерение ее проводят либо с помощью вольтметра с входным сопротивлением R>1016 Ом, например, В7-47, либо компенсационным методом. Эти два способа позволяют измерять ЭДС разомкнутой цепи (Uрц), по существу разомкнутого элемента, т.е. когда элемент не работает и сила тока в его цепи I = 0.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Для измерения равновесного потенциала металла в растворах его соли преподавателем предлагается один из вариантов таблицы.

Равновесный потенциал металла в растворах его соли

2.Зачистить поверхность исследуемого электрода наждачной бумагой. Составить испытуемый элемент, как показано на рис. 2.

3.Измерение потенциала металла начинают с растворов №1, №2, №3. При замене раствора в указанном порядке испытуемый электрод и электролитический ключ промывать водой не нужно.

4.Измеряют ЭДС элемента, т.е. напряжение на элементе при разомкнутой цепи (Uрц).

8

Полярность электродов у исследуемого элемента определяют по катодному вольтметру. При измерении Uрц исследуемого элемента стрелка или интервал катодного вольтметра должны находиться в пределах выбранной шкалы. При этом к положительной клемме прибора будет подключен положительный электрод исследуемого элемента, а к отрицательной клемме прибора – отрицательный электрод элемента. Потенциал испытуемого электрода рассчитывается по формуле

Например, при измерении потенциала медного электрода ЕCu2+/Cu в испытуемом элементе

(-) Ag | AgCl | KClнас || KClнас || CuSO4 | Cu (+)

электрод сравнения (Евэс = + 0,2 В) окажется подключенным к отрицательной клемме прибора, а медный – к положительной, тогда

5.Рассчитать теоретически по формуле Нернста и практически по результатам измерений величину потенциала металла в каждом растворе. Построить график зависимости потенциала металла от десятичного логарифма концентрации его ионов в электролите по теоретическим и практическим расчетам.

6.Определить химическую активность исследуемого металла, используя ряд стандартных электродных потенциалов.

7.В практической части отчета показать графическую зависимость ЕCu, EZn = f lg (CCu2+, CZn2+). Сделать выводы. В теоретической части ответить на контрольные вопросы.

8.Оформить и сдать преподавателю отчет по теоретической и практической части работы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы условия и причины возникновения скачка потенциала на поверхности металлов в водных растворах?

2.Чем отличается понятие о равновесном, неравновесном и стандартном электродном потенциалах? Какова их роль в коррозионных и других процессах?

9

3.Какова методика измерения величины потенциала металлических электродов в водных растворах, их сущность и условия применения?

4.Как рассчитать величину потенциала равновесных электродов с помощью формулы Нернста?

ЛИТЕРАТУРА

1.Коровин Н.В. Общая химия: – М: Высшая школа, 2000. – 558 с.

2.Глинка Н.Л. Общая химия: – М.: Интеграл-Пресс, 2003. – 728 с.

3.Добеш Д.В. Электрохимические константы: Справочник. – М. 1980. – 164 с.

10