Завдання для самоконтролю

1. Складіть рівняння окисно-відновної реакції, користуючись методом іонно-електронного (електронного) балансу:

а) NaNO₂+KMnO₄+KOH.

б) Na₂SO₃+KMnO₄+H₂O.

в) FeSO₄+KMnO₄+ H₂SO₄.

г) CuS+HNO₃S+NO+....

в) (NH₄)₂S+K₂Cr₂O₇+H₂OS+Cr(OH)₃+…

2. В лабораторії є BaO₂, KMnO₄, KNO₃, KClO₃, причому маси їх рівні. Яку із наведених сполук потрібно взяти, що отримати при термічному розкладі максимальну кількість O₂?

3. При взаємодії калій перманганату з гідроґен пероксидом в кислому середовищі утворюються катіони Mn²⁺ та кисень.

MnO₄^-+H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+3O₂+4H₂O (1),

2MnO₄^-+3H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+4O₂+6H₂O (2),

2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂+8H₂O (3),

2MnO₄^-+7H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+6O₂+10H₂O (4).

Вкажіть яке (або які) з рівнянь правильно виражає мольне співвідношення реагентів. Який з реагентів є окисником, а який – відновником.

Розрахуйте масу калій перманганату необхідного для отримання 112мл кисню.

4. При розкладанні 10.47г суміші перманганату калію і бертолетової солі виділилося 1,568л кисню. Визначіть склад суміші (у %), якщо бертолетова сіль розклалася повністю, а перманганат калію розклався на 70%.

Лабораторна робота №14. Електрохімічний потенціал. Визначення ерс гальванічного елемента.

Теоретичний вступ

1. Що таке гальванічний елемент?

Гальванічний елемент — це пристрій, який перетворює хімічну енергію безпосередньо в електричну.Гальванічний елемент складається з двох або більш напівелементів. Найпростішим гальванічним напівелементом є металева пластинка, яка має назву електрод, вона занурена в розчин (найбільш часто водний) солі цього ж металу, (або іншого металу, кислоти, або лугу).

Розглянемо будову гальванічного елемента Якобі-Даніеля, який складається з двох напівелементів: цинкового та мідного. Цинковий напівелемент — цинкова пластинка (рис.1 (3)), занурена в розчин солі цинку (рис.1 (4)), наприклад ZnSO₄, відповідно мідний (рис.1 (1)) напівелемент — пластинка міді, занурена в розчин СuSO₄ (рис.1 (2)). Напівелементи між собою з’єднуються або електричним ключем (солевим містком) (рис.1, (5)), заповненим найчастіше, розчином КСI з агар-агаром, (агар-агар утворює гель і не дає змоги витікати рідині), або ж напівпроникною перегородкою (рис.2, (5)). Як напівпроникну перегородку можна використати, наприклад, білу обпалену глину, азбест, дерево і т.д.. Якщо тепер з’єднати металевим провідником мідну та цинкову пластини через вольтметр, то ми побачимо, що вольтметр покаже певне значення напруги в електричному колі — виникне електричний струм (електрони будуть перетікати від більш електронегативного металу (Zn) до більш електропозитивного (Cu)).

Рис. 1. Будова елемента Якобі-Даніеля з сольовим містком: 1- мідна пластинка, 2-розчин СuSO₄, 3-цинкова пластинка, 4-розчин ZnSO₄, 5-електролітичний ключ — насичений розчин КСI з добавкою агар-агару, 6-металевий провідник, 7-вольтметр.

Рис. 2. Будова елемента Якобі-Даніеля з напівпроникною перегородкою: 1- мідна пластинка, 2-розчин СuSO₄, 3-цинкова пластинка, 4-розчин ZnSO₄, 5- напівпроникна перегородка.

Зважимо цинкову та мідну пластини до початку роботи гальванічного елемента, а також спостерігатимемо за інтенсивністю кольору розчину CuSO₄ в мідному напівелементі. З’єднаємо електроди провідником між собою через амперметр. Через деякий час роботи гальванічного елемента повторне зважування покаже зменшення маси цинкового електроду і збільшення маси мідного електроду, можна також помітити зменшення інтенсивності забарвлення розчину CuSO₄. Коли ж не замикати металевим провідником напівелементи то цинкова та мідні пластини зберігають свою масу, як завгодно довго.

З наведених вище спостережень можна зробити висновки, що на цинковому електроді проходить реакція розчинення (окиснення) цинку:

Zn - 2  Zn²⁺ (1)

на мідному відновнення катіонів міді:

Cu²⁺ + 2 Cu (2)

Сумарна хімічна реакція матиме вигляд:

Zn + Cu ²⁺ Zn²⁺ + Cu або Zn + CuSO₄ZnSO₄+ Cu (3)

Необхідно звернути увагу, що наявність реакції (3) ще не свідчить про те, що вона протікає в гальванічному елементі. Реакцію (3) можна було провести, кинувши шматочок цинку в розчин сульфату міді. Для протікання хімічної реакції в гальванічному елементі необхідною умовою є відділення простору де проходить реакція окиснення від простору де проходить реакція відновнення.