- •Введение
- •Правила работы в химической лаборатории
- •Реактивы и правила обращения с реактивами
- •Реактивы общего пользования, в том числе реактивы, хранящиеся в вытяжном шкафу, не следует уносить к себе на рабочее место.
- •Меры предосторожности при работе в лаборатории
- •Оказание первой помощи
- •Лабораторный журнал и оформление лабораторных работ
- •Газовые законы и расчет молярных масс газообразных веществ
- •1. Уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
- •5. Закон Дальтона (закон парциальных давлений).
- •Парциальное давление водяного пара в зависимости от температуры воздуха
- •II способ расчета:
- •Лабораторная работа №2 способы выражения содержания растворенного вещества в растворе
- •Раствор – гомогенная система состоящая из двух или нескольких компонентов. Чаще раствор состоит из двух компонентов растворителя и растворенного вещества.
- •Правило смешивания (правило «креста»)
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 3 определение энтальпии реакции нейтрализации
- •Т аблица 2 Результаты опыта
- •Значение термодинамических функций
- •Лабораторная работа №4 химическая кинетика
- •Закон действующих масс может быть записан
- •Закон действующих масс имеет вид
- •Лабораторная работа №5 химическое равновесие
- •Красный
- •Б/цв. Желтый синий
- •Лабораторная работа №6 определение молекулярной массы растворенного вещества методом криоскопии. (Глинка н.Л.,2000, 7.1-7.2, Коровин н.В.,2000, §8.1 )
- •Теоретические сведения
- •Возможные виды криоскопических кривых
- •Лабораторная работа №7 коллоидные растворы
- •Выполнение работы:
- •3.1 Приготовление золя берлинской лазури при избытке FeCl3
- •3.2 Приготовление золя берлинской лазури при избытке k4[Fe(cn)6]
- •3.3 Определение знака заряда частиц золя
- •Лабораторная работа №8 свойства растворов электролитов
- •Все электролиты делят на сильные и слабые. Сильные электролиты
- •Слабые электролиты
- •Ионные реакции в растворе
- •Правила составления ионных уравнений реакций
- •Порядок составления ионных уравнений реакции
- •Условия необратимости реакций ионного обмена –
- •PH раствора
- •Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от pH раствора
- •Гидролиз солей.
- •Отсутствие гидролиза в растворах.
- •Экспериментальная часть
- •2А) Получение осадков соли.
- •2Б) Получение амфотерного гидроксида и исследование его свойств.
- •Смещение равновесия гидролиза при изменении температуры
- •Лабораторная работа №9 определение общей жесткости воды методом комплексонометрического титрования
- •Теоретические сведения.
- •Лабораторная работа №10 окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Расчет степени окисления
- •Окислительно-восстановительные свойства вещества и степени окисления входящих в него атомов
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •Экспериментальная часть
- •Электрохимические процессы. Гальванический элемент
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №12 коррозия металлов
- •Теоретические сведения
- •Экспериментальная часть
- •Турнбулева синь
- •Зависимость скорости коррозии железа от рН среды.
- •Лабораторная работа №13 электролиз водных растворов электролитов
- •Лабораторная работа №14 свинцовый аккумулятор
- •Зарядка:
- •Разрядка:
- •Суммарная реакция в аккумуляторе:
- •Лабораторная работа №15 исследование состава и некоторых свойств портландцемента.
- •Молекулярные массы неорганических соединений
- •Электрохимический ряд напряжений металлов
Электрохимические процессы. Гальванический элемент
(Глинка Н.Л., 2000, 9.3.1, Коровин Н.В., 2000, §9.2-9.5, 9.8)
Цель занятия: изучить условия возникновения и работы гальванических пар в различных средах.
Теоретические сведения
Под электрохимическими процессами понимаются процессы, сопровождающиеся превращением химической энергии в электрическую и электрической энергии в химическую.
Электрохимические процессы относятся к окислительно-восстановительным. В окислительно-восстановительных реакциях электроны непосредственно переходят от восстановителя к окислителю. При электрохимических процессах полуреакции окисления и восстановления пространственно разделены, а электроны переходят от восстановителя к окислителю по внешнему проводнику.
При погружении металлической пластинки в раствор собственной соли образуется металлический электрод (см.рис.8), при этом возникает двойной электрический слой на границе раздела двух фаз: металл-раствор, это обусловлено тем, что под действием полярных молекул растворителя ионы кристаллической решетки металла переходят в раствор электролита, а избыток электронов заряжают поверхность металлической пластины отрицательно (в случае цинкового электрода, т.к. ). В случае с медной пластинкой, ее поверхность будет заряжаться положительно, т.к. и ионы Cu2+ из раствора будут осаждаться на ее поверхности.
Р ис.8 |
Один из типов гальванических элементов представляет собой систему (см. рис.9), состоящую из двух металлических пластин – проводников I рода (электронный проводник), погруженных в растворы электролитов- проводников II рода (ионный проводник).
|
Рис. 9. Гальванический элемент. Солевой мостик заполнен электролитом, обычно KCl или NH4NO3, который является проводником ионов.
|
Электроды, соединенные проводником, образуют внешнюю электрическую цепь гальванического элемента. Растворы электролитов соединяются посредством электролитического мостика (полупроницаемой мембраной) и образуют внутреннюю цепь.
Металл с меньшим значением электродного потенциала является источником электронов, поступающих во внешнюю цепь гальванического элемента. Этот электрод заряжается отрицательно за счет избытка электронов. Металл с большим значением электродного потенциала принято считать положительным электродом.
Отрицательно заряженный электрод в гальваническом элементе называется анодом. На аноде протекает процесс окисления атомов металла.
Положительно заряженный электрод называется катодом. На катоде протекает процесс восстановления ионов из раствора электролита и выделение их на электроде.
Непременным условием работы гальванического элемента является разность потенциалов его электродов. Она называется электродвижущей силой гальванического элемента – ЭДС (Е).
Е = φк – φА, В.
ЭДС всякого работающего элемента – величина положительная (E>0, а Gг.э<0).
Для вычисления ЭДС гальванического элемента в условиях, отличных от стандартных, используют уравнение Нернста, которое позволяет первоначально рассчитать значение электродных потенциалов катода и анода, применительно к данным условиям, а затем уже и ЭДС элемента.
или
где стандартный электродный потенциал металла, В; n – заряд иона металла; [Ox] и [Red] – концентрация окисленной и восстановленной формы ионов металла в растворе его соли, моль/л; R- универсальная газовая постоянная, R=8,31 Дж/моль.К; Т - температура, Т=298 К; F- постоянная Фарадея, F=96500 Кл/моль.
Gг.э = – n FE
Переход химической энергии системы в электрическую будет осуществляться самопроизвольно, если изменение свободной энергии системы, при переходе ее из начального состояния, в конечное меньше нуля.