Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
labi.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.12.2018
Размер:
759.3 Кб
Скачать

Контрольні запитання

1. Закони Фарадея.

2. Фізичний смисл електрохімічного еквіваленту та спосіб його розрахування.

3. Чим відрізняються нерівноважні електрохімічні системи від рівно­важних?

4. Сила і густина струму як характеристика швидкості електро­хіміч­ного процесу.

5. Вихід за струмом та способи його визначення.

6. Як можна виміряти кількість електрики, яка проходить через електрохімічну систему?

7. Основні типи кулонометрів: конструкції, електроліти, електродні про­­це­си, допустимі густини струму.

8. Чому катод мідного кулонометра рекомендується опускати в електроліт безпосередньо перед вмиканням струму?

9. Чому в срібному титраційному кулонометрі в катодний простір (над розчином нітрату калію) заливають азотну кислоту?

10. Чому вихід за струмом цинку при його осадженні з простих кислих електролітів залежить від складу електроліту та густини струму?

11. Чому при одержанні диоксиду свинцю анодним окисленням іонів Pb2+ в нітратні електроліти добавляють нітрат міді?

12. Як розрахувати питомі витрати електроенергії?

Лабораторна робота № 6

Визначення чисел переносу

Мета роботи: Ознайомитись з теоретичними відомостями по визначенню кількісних характеристик переносу електрики в розчинах електролітів, з мето­диками експериментального визначення чисел переносу іонів. Дослі­дити залежність чисел переносу від природи та концентрації електроліту.

Теоретичні відомості

Перенесення електрики через розчин електроліту здійснюється всіма іона­ми, які в ньому містяться, однак доля їх участі різна в залежності від заряду, концентрації та швидкості руху іонів в електричному полі. Для характеристики кількості електрики, яка переноситься даним і-им видом іонів, введено поняття число переносу. Числом переносу називається частка електрики, яка переноситься і-им видом іонів (ti):

ti = qi / qi , (1)

де qi - кількість електрики, яку переносить і-ий вид іонів;

Σqi - сумарна кількість електрики, яка перенесена всіма іонами елек­троліту.

Для бінарного 1-1-валентного електроліта КА, який дисоціює за схемою КА  К+ + А-, числа переносу можуть бути виражені рівнян­ня­ми:

tк = qк /(qк +qа), tа = qа /(qк +qа), (2)

де qк і qа - кількість електрики, яка перенесена катіонами К+ і аніонами А- відповідно.

Оскільки кількість електрики, яка перенесена і-им видом іонів, про­пор­­ційна швидкості їхнього руху, то числа переносу можна визначити через рухливості іонів:

tк = uк /(uк +uа), ta = ua /(uк +uа), (3)

або через іонні електропровідності (i=Fui):

tк = к /(к +а), tа = а /(к +а). (4)

Для бінарного електроліта tк + tа = 1, (5)

а в загальному випадку, коли в електроліті є інші різні заряджені іони рівняння (5) матиме вигляд:

Σtі = 1. (6)

Числа переносу поділяють на істинні та уявні, електричні та числа переносу іонного компонента.

Уявні (tі) - це числа переносу гідратованих іонів, які в розчині перемі­щу­ються разом з гідратною оболонкою, але перенос молекул води (роз­чинника) не враховується. Частіше всього визначають уявні числа переносу.

Істинні (ni) - числа переносу іонів, які переміщувались би в розчині без гідратної оболонки; при їх визначенні враховують перенос води (роз­чинника). Показано, що ni = tі + nc . с, де с - концентрація іонів в розчині, а nc - число гідратації іона. Різниця між уявними та істинними числами переносу є, хоча і невелика. Наприклад, для іонів калію в розчині 1,3 н КСІ при 250С nі = 0,495, а tі = 0,482.

Під електричним числом переносу розуміють число переносу іона, який існує в розчині тільки у вигляді одного компонента. Наприклад, в розчині NaCI існує тільки хлор-іон і ніяких інших компонентів, куди б він ще входив, немає. Іонний компонент включає в себе всі форми існування даного іона в розчині. Наприклад, у водному розчині CdCI2 іонний компонент Cd2+ може існувати у вигляді Cd2+, СdСI+, CdCI2, CdCI3-, CdCI42-. Під час електролізу всі ці частинки будуть переміщатися до катода за рахунок дифузії, а за рахунок міграції в електричному полі вони будуть рухатися в різних напрямках (див. рис.1) і з різною швидкістю, тобто вони будуть мати різні числа переносу. Експери­мен­таль­но визначають в цьому випадку число переносу іонного компонента (tCd2+), тобто число грам-еквівалентів цього компонента, перенесених в напрямку катода при проходженні через розчин 1F (Фарадея) електрики. В деяких випадках експериментально визначені числа переносу можуть бути більшими від одиниці чи мати від`ємне значення. Наприклад, в 0,5 М розчині К2CdJ4 tCd2+= - 0,12, tJ-= 1,12, що пояснюється перемі­щенням комплексного іона [CdJ4]2- до анода в електричному полі.

Рис.1 Напрямок руху Рис.2 Залежність чисел пе-

компонентів, в склад реносу від концентрації

яких входять іони Cd2+

Числа переносу залежать від природи електроліта, концентрації, заряду і рухливості іонів, та від температури. З ростом концентрації іонів числа переносу значно не змінюються. Має місце наступна закономірність в залежності чисел переносу від концентрації. Якщо число переносу при нескінченному розведенні дорівнює tі =0,5, то при збільшенні концентрації сі його значення практично не змінюється. Якщо tі  0,5, то з ростом концентрації іонів числа переносу зменшуються, а якщо tі  0,5, то числа переносу з ростом концентрації збільшуються (див. рис.2).

З ростом температури, за рахунок неоднакового ступеня дегідратації іонів, їх числа переносу вирівнюються і наближаються до 0,5.

Існують три групи методів експериментального визначення чисел переносу: гравіметричний (метод Гітторфа), метод рухомої межі та метод, оснований на вимірюванні електрорушійної сили електрохімічних систем.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]