- •Міністерство освіти і науки україни херсонський національний технічний університет
- •Рецензент: професор кафедри Херсонського національного технічного університету, доктор технічних наук Чурсіна л.А.
- •1. Правила роботи в хімічній лабораторії
- •Запам'ятайте!
- •2. Основні хімічні поняття
- •Молярні маси еквівалентів складних речовин
- •3. Основні закони хімії
- •Контрольні питання та вправи
- •4. Класи неорганічних сполук
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Хімічні властивості
- •Хімічні властивості
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Контрольні питання та вправи
- •5. Будова атома
- •Основні принципи розподілу електронів в атомі
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 1
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та вправи
- •Термодинамічні властивості хімічних сполук
- •Лабораторна робота № 2
- •Контрольні питання та вправи
- •Загальні властивості розчинів
- •Колігативні властивості розчинів
- •Розв’язання
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 3 приготування розчинів. Визначення концентрацій
- •Розв'язання
- •Приклад 2. Визначити об’єм розчину фосфатної кислоти з густиною 1,115 г/см3, який треба взяти для приготування розчину об’ємом ( ) 100 мл з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л? Розв'язання
- •Експериментальна частина
- •1. Визначення густини розчину ареометром
- •4. Визначення концентрації розчиненої речовини методом титрування
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 4 електролітична дисоціація. Реакції в розчинах електролітів. Умови утворення осаду
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 5 рН. Гідроліз солей
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 6 окисно-відновні реакції
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 7 гальванічні елементи
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 8 електроліз
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 9 корозія металів. Методи захисту від корозії
- •Контрольні питання і задачі
- •Властивості елементів і їх сполук
- •Основні типи хімічних реакцій, у які вступають метали
- •I. Реакції за участю атомів металів (метал завжди відновник)
- •II. Реакції за участю одноатомних катіонів
- •Конструкційні метали (алюміній, магній, кальцій)
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 11 конструкційні метали (залізо, кобальт, нікель, мідь)
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 12 властивості елементів і їх сполук. Визначення твердості води.
- •1. Твердість природної води та її пом’якшення.
- •2. Засоби усування твердості води
- •3. Визначення твердості води
- •Контрольні питання і задачі
- •Властивості елементів і їх сполук (неметали)
- •Основні типи хімічних реакцій, які властиві неметалам
- •Контрольні питання і задачі
- •Рекомендована література основна
- •Додаткова
Контрольні питання і задачі
1. В чому полягає сутність процесу електролізу? Що таке вихід за струмом?
2. Яка принципова відмінність процесів, що відбуваються у гальванічному елементі та при електролізі?
3. Яке значення для електролізу має матеріал електрода?
4. Які реакції можуть відбуватися на інертному, металевому катоді?
5. Які реакції можуть відбуватися на інертному, металевому аноді?
6. Які реакції можуть відбуватися на аноді у лужному, кислому та нейтральному середовищі?
7. Складіть рівняння процесів, що протікають при електролізі розплавів натрій гідроксиду і нікол (ІІ) хлориду з інертними електродами.
8. Напишіть рівняння електродних процесів, що протікають при електролізі водних розчинів барій хлориду і плюмбум (ІІ) нітрату з вугільними електродами.
9. Розчин містить йони Fe2+, Ag+, Bi3+ і Pb2+ в однаковій концентрації. У якій послідовності йони будуть виділятися при електролізі, якщо напруга достатня для виділення будь-якого металу?
10. Обчисліть масу срібла, що виділилося на катоді при пропущенні струму силою 6 А через розчин аргентум нітрату протягом 30 хвилин. (12 г).
11. За 10 хвилин з розчину платинової солі струм силою 5 А виділив 1,517 г платини. Визначте еквівалентну масу металу. (48,8 г/моль).
12. Чому дорівнює еквівалентна маса кадмію, якщо для виділення 1 г кадмію з розчину його солі треба пропустити через розчин 1717 Кл електрики? (56,2 г/моль).
Лабораторна робота № 9 корозія металів. Методи захисту від корозії
Теоретична частина. Корозія – це окисно-відновний процес руйнування металів у результаті їх фізико–хімічної взаємодії з навколишнім середовищем, який протікає самовільно. Залежно від природи хімічних процесів, які лежать в основі руйнування металу, розрізняють такі типи корозії: хімічну, електрохімічну і електрокорозію.
Хімічна корозія проходить у відсутності електроліту під дією навколишнього середовища, температури. Вона поділяється на газову, високотемпературну і корозію в неводних середовищах.
Електрохімічна корозія – окисно-відновні процеси, які проходять у присутності електроліту і виникають внаслідок різниці електродних потенціалів між різними за активністю металами за рахунок виникнення великої кількості мікроскопічних гальванічних пар. Процес корозії супроводжується переміщенням електронів від більш активного металу (анод) до менш активного (катод) і призводить до руйнування більш активного металу. Електрохімічна корозія спостерігається також, коли на поверхні одного і того самого металу є ділянки, які відрізняються за своїми хімічними і фізичними властивостями. Розрізняють корозію з водневою та з кисневою деполяризацією. Воднева деполяризація 2H+ + 2 ē = H2 переважно спостерігається в кислому середовищі (pH < 7). Поширеною є корозія з кисневою деполяризацією. У нейтральних і лужних розчинах (pH 7) на катоді відбувається такий процес: О2+ 4ē + 2Н2О = 4ОН–
Залежно від середовища, в якому відбувається електрохімічна корозія, розрізняють атмосферну корозію, корозію в електролітах і ґрунтову корозію. Розглянемо електрохімічну корозію на прикладі корозії заліза.
Якщо корозія відбувається в розчині кислоти (рН7), то відбуваються такі реакції: Анодний процес Fe0 – 2ē = Fe2+
Катодний процес 2Н+ + 2ē = Н2
Fe0 + 2Н+ = Fe2+ + Н2
Корозія заліза в нейтральному або в лужному середовищі:
Анодний процес Fe0 – 2ē = Fe2+
Катодний процес O2 + 4ē + 2 H2O =4OH–
2 Fe + O2 + 2 H2O = 2 Fe(OH)2
Ферум (ІІ) гідроксид, що утворюється, легко окиснюється киснем повітря:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
За характером пошкодження металів розрізняють суцільну і місцеву корозії. Суцільна – руйнування охоплює всю поверхню металу, місцева – пошкодження мають локальний характер.
Корозія металів завдає великої шкоди народному господарству. Це визначає важливість заходів, спрямованих на захист металів від корозії.
Залежно від способу захисту металів від корозії розрізняють такі методи захисту:
підвищення хімічної стійкості металу (легування металів); ізоляція поверхні металу від агресивного середовища (нанесення металічних та неметалічних покрить); зміна властивостей агресивного середовища; електрохімічний захист, хімічний захист.
Легування металів. Для поліпшення властивостей металів і забезпечення їхньої корозійної стійкості до складу сплавів вводять різні речовини (легуючі добавки). Корозійну стійкість сталі можна підвищити введенням хрому, нікелю, молібдену, вольфраму.
Протекторний (електрохімічний) захист: метал, що захищають, приводять у контакт з поверхнею іншого металу, який має більш електронегативне значення електродного потенціалу. В утвореній гальванопарі приєднаний метал є анодом, який руйнується, а металева конструкція (катод) не кородує. Приєднаний анод є протектором.
Хімічні методи захисту базуються на використанні інгібіторів корозії – речовин, які гальмують швидкість корозії. Їх вводять у робоче середовище або наносять на метал. Інгібітори адсорбуються на поверхні металу і тим самим запобігають перебігу корозійних процесів. Деякі інгібітори сприяють видаленню кисню (окисника) з робочого середовища, що також гальмує швидкість корозійного процесу.
Дослід 1. Корозія, що виникає при контакті двох різних металів
У скляну трубку, зігнуту під кутом, налити розчин з молярною концентрацією еквівалентів сульфатної кислоти 0,01 моль/л. В одне коліно трубки ввести смужку цинку і відзначити швидкість виділення водню (швидко чи повільно) і стан поверхні металу. В інше коліно ввести мідний дріт (зачистити!) і відзначити, чи реагує мідь з кислотою. Доторкнутися мідним дротом до поверхні цинку і відзначити, з поверхні якого металу і з якою швидкістю виділяється водень. Пояснити причину зміни швидкості реакції. Записати рівняння процесів. Який висновок для практики можна зробити з цього досліду?
__________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
Дослід 2. Корозія в результаті різного доступу кисню
На залізну (сталеву) пластину, попередньо зачищену наждаковим папером, помістити краплю розчину, що включає такі компоненти: К3[Fe(CN)6], NаС1, фенолфталеїн. Через 3 – 5 хвилин відзначити зміни. Звернути увагу на забарвлення середньої і периферійної частини плями. Яка частина є анодом, а яка катодом? Записати рівняння катодного й анодного процесів. Пояснити роль кожного з компонентів розчину.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Дослід 3. Анодні та катодні покриття
У фарфорові чашечки налити розчин натрій хлориду і додати декілька крапель розчину K3[Fe(CN)6]. В одну чашечку занурити смужку оцинкованого, а в іншу – смужку лудженого заліза, попередньо зробивши на їх поверхні подряпини. Через 3 – 5 хвилин відзначити зміни. Записати рівняння анодного і катодного процесів. Зробити висновок про захисну дію різних металів.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Дослід 4. Протекторний захист
У дві пробірки налийте по 3 мл розчину з молярною концентрацією еквівалентів сульфатної кислоти 0,2 моль/л і по 2 краплі розчину K3[Fe(CN)6]. В одну пробірку занурте цинкову пластину, з’єднану з залізною скріпкою, а в другу – мідну пластинку, з’єднану з залізною скріпкою. В якій пробірці проходитиме корозія заліза? Чим пояснюється відсутність корозії в іншій пробірці? Напишіть рівняння катодного та анодного процесів. Який із металів у кожній парі є протектором?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________