Электролиз растворов солей на инертных электродах

Электрохимические процессы и явления

Выполнил(а): Студент(ка) 1-го курса Группы №__________________ ФИО ______________________ ___________________________ ___________________________

Проверил: Молочко А.П.

Минск 2016

Экспериментальная часть

1. Установить химическую активность металлов в водных растворах

электролитов и их положение в электрохимическом ряду активностей

Ход опыта и результаты наблюдений опыта.

Для выполнения эксперимента использовались металлы и растворы солей, представленные в табл.1.Так как исследуемые реакции являются окислительно-восстановительными и условием их протекания является неравенство , выписали из табл.П.3 пособия значения φ⁰ для следующих сопряженных пар:

φ⁰ _Fe3+/_Fe=

Величина φ⁰ металла указывает на меру восстановительной способности

атомов металлов и меру окислительной способности их ионов и, чем больше ее значение, тем ярче выражена окислительная способность. Из двух возможных реакций наиболее предпочтительна та, для которой неравенство φ_о _к> φ _восст. выполняется в большей степени. Результаты теоретического прогноза омечены в табл.1.

Таблица 1.

Металлы	CuSO₄	ZnSO₄	Al₂(SO₄)₃	FeCl₃ (индикатор K₃[Fe(CN)₆])
Zn
Cu
Al

Примечание: В ходе эксперимента проводить только те взаимодействия, которые возможны в соответствии с установленным условием их протекания.

1.2. При анализе результатов опыта ответить на вопросы:

1. Объяснить появление синего окрашивания растворов в пробирках с FeCl₃ и K₃[Fe(CN)₆], а также отсутствие признаков реакций Al с растворами солей CuSO₄и ZnSO₄

2. Составить уравнение реакции ионов Fe²⁺c индикатором K₃[Fe(CN)₆] и образованием турнбулевой сини Fe₃[Fe(CN)₆]₂, а также уравнения всех реакций в молекулярной и краткой ионной формах.

2. Какой из исследованных металлов самый активный и какой наименее? Расположите исследуемые металлы по убыванию их активности в водных растворах.

3. Укажите влияние пассивирующих (оксидных) слоев на поверхности активных металлов на характер протекания окислительно-восстановительных реакций.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Определение стандартной ЭДС химического гальванического элемента

Ход и данные опыта

Для выполнения данного опыта собрали из стандартных электродов 1-го рода медно-цинковый гальванический элемент, используя два химических стакана, емкостью 100мл, 1 М растворы солей ZnSO₄ и CuSO₄, предварительно протравленные электроды из меди и цинка. Электролиты соединили электролитическим мостиком. Значение ЭДС определили с помощью цифрового милливольтметра.

2.2. При анализе результатов опыта ответить на вопросы:

1. Составить электрохимическую схему исследованного гальванического элемента в молекулярной и ионной формах, уравнения анодно-катодных процессов и суммарное уравнение токообразующей реакции. Запишите значение измеренной стандартной ЭДС.

2. Используя данные табл. П.3, рассчитайте значение стандартной ЭДС и сравните с экспериментальным. Рассчитайте изменение свободной энергии Гиббса (∆G⁰), максимально полезную работу (А_м) и константу равновесия (К_Р).

3. Не проводя эксперимента, рассчитайте значения ЭДС исследуемого элемента при концентрациях растворов:

а) 0,001 М ZnSO₄ и 1 М СuSO₄;

б)1 М ZnSO₄ и 0,001 M СuSO₄.

Сравнить полученные значения ЭДС с величиной стандартной ЭДС и сделать выводо влиянии концентраций потенциалопределяющих ионов на величины электродных потенциалов и значения ЭДС.

4. Как изменятся процессы, если Zn- и Cu-электроды (оба) поместить в один и тот же раствор серной кислоты (H₂SO₄)? Как называется такой элемент? Ответ обосновать приведением электрохимической схемы элемента, уравнений анодно-катодных процессов и токообразующей реакции.

5. Объяснить, почему с течением времени в таком элементе значение ЭДС уменьшается? Какая поляризация имеет место в элементе Вольта? Какими способами можно уменьшить поляризацию и увеличить численное значение ЭДС?

6. Сделать обобщающий вывод, от каких факторов зависит численное значение ЭДС химических гальванических элементов.

Электролиз растворов солей на инертных электродах

Ход и данные опыта

В опыте исследовали реакции, протекающие на графитовых электродах при прохождении постоянного тока через растворы солей CuSO₄, KI, NaCl. При выполнении работы использовали: электролизер (U‑образная стеклянная трубка, закрепленная в штативе), графитовые электроды, выпрямитель тока Е‑24М или ИЭПП‑2 и 0,5 М растворы солей CuSO₄, KI, NaCl.

Электролиз сульфата меди. Напряжение 13-20 В, в течение 2-3 мин. На катоде выделилась медь, на аноде наблюдали выделение пузырьков газа. В анодное пространство опустили полоску индикаторной бумаги и по цветовой эталонной шкале определили значение рН раствора.

Электролиз иодида калия. Опыт проводили, используя предыдущую методику, наблюдая выделение пузырьков газа на катоде и окрашивание в светлокоричневый цвет анодного электролита. После добавления в катодное пространство фенолфталеина, в анодное – крахмала, растворы приобрели малиновый и синий цвета соответственно.

Электролиз хлорида натрия. Используя методику предыдущих опытов провели электролиз, наблюдая выделение пузырьков газа как на аноде, так и

на катоде. После добавления в катодное пространство фенолфталеина, в анодное иодокрахмального раствора (КJ + крахмал) наблюдали малиновую окраску католита и синюю – анолита.

Электролиз растворов солей на инертных электродах

Поиск по сайту