хімія залік

36. Гальванічний елемент — хімічний джерело електричного струму, названий на честь Луїджі Гальвані. Принцип дії гальванічного елемента заснований на взаємодії двох металів через електроліт, що приводить до виникнення в замкнутій ланцюга електричного струму. Електродний потенціал виникає на межі розділу ртуті з каломель. Величина його залежить від концентрації іонів ртуті в пасті каломелі, а концентрація іонів ртуті є функцією концентрації іонів хлору, якав свою чергу залежить від концентрації іонів хлору в розчині хлористого калію, що з'єднує порожнину електрода з вимірюваним середовищем. Таким чином, підтримуючи постійної концентрацію цього розчину, можна отримати стабільний потенціал каломельного електрода, залежнийтільки від температури.

37.  рівнянням Нернста:

Для Т=298 К :

.

стандартний електродний потенціал, що позначається E o, E 0, або E ^O, є мірою індивідуального потенціалу оборотного електрода (в рівновазі) в стандартному стані, яке здійснюється в розчинах при ефективній концентрації в 1 моль / кг і в газах при тиску в 1 атмосферу або 100 кПа (кілопаскалів). Скляний електрод є тонкостінною скляною кулькою /, заповненою розчином НС1 чи яким-небудь буферним розчином 2. Всередину кульки поміщають хлорсрібний електрод 3. Цей пристрій закривають захисною трубкою 4. Перед роботою скляний електрод якийсь час вимочують у 0,1 н. НС1. При цьому іони водню з розчину обмінюються на іони натрію зі скляної мембрани і в системі встановлюється деяка рівновага. Підготовлений в такий спосіб електрод, в якому протони поверхні скла знаходяться в рівновазі з протонами розчину, може бути використаний для визначення рн. Водне́вий електро́д — відновлювально-окисний електрод, що береться за основу термодинамічної шкали відновлювально-окисних потенціліалів. Абсолютний електродний потенціалводневого електроду дорівнює 4,44 ± 0,02 В при 25 °C, але для порівняння з потенціалами інших електродів вважається нульовим при низькій температурі.

38.

 Гальванічний елемент Даніеля–Якобі

на рис. 38. Цей елемент скла-дається з мідної та цинкової пластинок, які занурені у сір-чанокислі розчини солей цих металів. Розчини з’єднані між собою сольовим містком КСІ, який забезпечує іонну провід-ність та запобігає процесам дифузії між двома розчинами.

Якщо замкнути зовнішній ланцюг, то починається перехід електронів у зовнішній ділянці та іонів - у внутрішній, тобто гальванічний елемент починає працювати. Він стає джерелом електричного струму.

Узагальнення експериментальних даних та аналіз роботи різ-номанітних електрохімічних елементів дозволяє зробити такий висновок.

 

В основі роботи будь-якого гальванічного елемента лежать окислювально-відновні реакції, які проходять окремо: на негати-вному електроді - окислення, на позитивному - відновлення,

Щодо гальванічного елемента Даніеля-Якобі маємо наступ-не. На цинковому електроді, більш негативному (аноді), йде про-цес окислення за схемою:

Zn° <-> Zn2+ + 2е. Ha мідному електроді, більш позитивному (катоді) йде про-цес відновлення за схемою:

Си2+ + 2е <-> Си °. Сумарна реакція, яка проходить у такому гальванічному еле-менті, має вигляд:

Zn + Си + <-> Zn + + Си .

Характерною особливістю перебігу процесів у гальванічному елементі є просторове розділення процесів окислення та віднов-лення.

Схематично гальванічний елемент Даніеля-Якобі можна зо-бразити так:

(-)Zn | Zn || Cu |Cu(+).

Електрорушійна сила (ерс), фізична величина, що характеризує дію сторонніх (непотенційних) сил в джерелах постійного або змінного струму; у замкнутому провідному контурі дорівнює роботі цих сил по переміщенню одиничного позитивного заряду уздовж контура. Якщо через E стр позначити напруженість поля сторонніх сил, то едс(електрорушійна сила) в замкнутому контурі ( L ) рівна , де dl — елемент довжини контура.

39.

40 .Окисно-відновні або редокс-системи .Серед хімічних перетворень найважливішу роль відіграють окисно-відновні процеси, які є причиною низки природних явищ: горіння, гниття, бродіння, перерозподілу енергії в природі, процесів обміну речовин у живих організмах. Людина широко використовує штучні окисно-відновні реакції – в енергетиці, металургії, хімічній індустрії, біології, медицині, сільському господарстві, екології та в багатьох інших галузях.

Реакції, які відбуваються зі зміною ступенів окиснення елементів називають окисно-відновними.

Розглянемо основні положення теорії окисно-відновних реакцій (ОВР).

1. Окиснення (англ. Oxidation) – процес віддачі електронів атомом:

Na – е = Na⁺;                2Cl^– – 2е = Cl₂.

В процесі окиснення ступінь окиснення елемента зростає.

1. Відновлення (англ. Reduсtion) – процес приєднання електронів атомом:

S + 2е = S^–2;                  Fe³⁺ + е = Fe²⁺.

В процесі відновлення ступінь окиснення елемента зменшується.

1. Частинки (атоми, молекули, іони), які віддають електрони називають відновниками і в реакції вони окиснюються. Частинки, які приєднують електрони називають окисниками, в реакції вони відновлюються. Оскільки окисник і відновник входять до складу певних речовин, то ці речовини відповідно називають окисником і відновником.

2. Окиснення завжди супроводжується відновленням і навпаки:

_Red1 – nе → Ox₁

_Ox2 + mе→ Red₂

Окисно-відновні реакції – єдність процесів окиснення і відновлення.

1. Кількість електронів, відданих відновником, завжди дорівнює кількості електронів, прийнятих окисником.

Від англійських назв процесів окиснення і відновлення, окисно-відновні реакції ще називають редокс-реакціями.

Окисники та відновники.

Окисники – атоми елементів у таких ступенях окиснення, у яких вони здатні приєднувати електрони. Серед усіх речовин, окисну здатність мають ті, які містять атоми з високими ступенями окиснення. До них належать:

1. Прості речовини – неметали – галогени (VIIA підгрупа), халькогени (VIA підгрупа).

2. Гідроген пероксид Н₂О₂.

3. Оксиди металів у високих ступенях окиснення: хром (VI) оксид CrO₃, манган (VII) оксид Mn₂O₇, плюмбум (IV) оксид PbO₂, аргентум (ІІ) оксид Ag₂O та їх солі: феруму (ІІІ), ауруму (ІІІ) кобальту (ІІІ), плюмбуму (IV).

4. Оксигеновмісні кислоти та їх солі: нітратна HNO₃ і нітрати, концентрована сульфатна H₂SO₄, перманганатна HMnO₄ і перманганати. Солі кислот хрому (VI) – хромати Ме₂CrO₄, дихромати Ме₂Cr₂O₇ (Ме – одновалентний метал), оксигеновмісні кислоти хлору – гіпохлоритна HClO, хлоратна HClO₃, перхлоратна HClO₄.

5. Анод при електролізі.

Відновники – атоми елементів у таких ступенях окиснення, у яких вони здатні віддавати електрони. Відновну здатність мають нейтральні атоми або молекули, катіони металів, аніони неметалів, складні іони або молекули, що містять елементи у низьких або проміжних ступенях окиснення. До них належать:

1. Прості речовини – метали.

2. Прості речовини – неметали: вуглець С, водень Н₂, кремній Si.

3. Гідроген пероксид Н₂О₂.

4. Оксиди неметалів: карбон (ІІ) оксид СО, нітроген (ІІ) оксид NO, сульфур (IV) оксид SO₂.

5. Оксигеновмісні кислоти: сульфітна H₂SO₃, нітритна HNO₃, метафосфатна H₃PO₃ та їх солі.

6. Безоксигенові кислоти: сульфідна H₂S, галогеноводневі HHal та їх солі.

7. Солі, у яких метали перебувають не у найвищих ступенях окиснення: стануму (ІІ), феруму (ІІ), хрому (ІІІ), мангану (ІІ).

8. Аміак NH₃.

9. Альдегіди, спирти.

10. Катод при електролізі.

136. Токсичні аерозолі це:

а) туман, хмари; б) вугільний пил, тютюновий дим;

в) піни, зависи твердих речовин; г) колоїди в газовому середовищі.

137. Патогенні аерозолі містять:

а) мікроби, віруси; б) плазму, піну; в) дим, туман; г) ВМС.

138. Переваги використання лікарських засобів у вигляді аерозолів:

а) розсіювання їх; б) глибоке проникнення в тканини;

в) розшарування лікарської речовини;

г) взаємодія із білками.

139. В результаті високої дисперсності аерозолі :

а) погано змішуються; б) швидко випаровуються;

в) швидко всмоктуються; г) погано розчиняються.

140. Антракоз виникає внаслідок вдихання:

а) смогу; б) тютюнового диму;

в) вугільного пилу; г) силіконового пилу.

Колоїдні розчини: одержання, очищення, властивості

141. Колоїдними називають:

а) мікрогетерогенні системи із розміром частинок 10─7 ─ 10─9м;

б) мікрогомогенні системи із розміром частинок 10─7 ─ 10─9м;

в) мікрогетерогенні системи із розміром частинок 10─2 ─ 10─4м;

г) макрогетерогенні системи із розміром частинок 10─5─ 10─7м.

142. Колоїдні системи:

а) гідрофільні; б) гідрофобні; в) ліофільні; г) електрофільні.

143. Колоїдні системи отримують такими методами:

а) осмотична конденсація; б) біохімічна конденсація;

в) хімічна конденсація; г) потенціометрична конденсація.

144. Пептизація – це процес утворення колоїдного розчину:

а) із свіжо осадженого осаду за допомогою електроліту – стабілізатора;

б) із свіжо осадженого осаду за допомогою коагулянту;

в) із свіжо осадженого осаду за допомогою електричного струму;

г) із свіжо осадженого осаду за допомогою високого тиску.

145. Одним із методів фізичної конденсації є:

а) метод заміни речовини; б) температурна конденсація;

в) метод заміни розчинника; г) збільшення концентрації.

146. Адсорбція потенціал визначаючих іонів в міцелі відбувається за

правилом:а) Панета – Фаянса; б) Вант-Гоффа;

в) Бойля – Маріотта; г) Фріделя Крафтца.

147. Електрокінетичний потенціал виникає в міцелі на межі:

а) міцели та розчинника; б) ядра та адсорбційного шару;

в) ядра та дифузного шару; г) гранули та дифузного шару.

148. Срібло в колоїдному стані вживається як лікарський препарат, який

називається:

а) антисептик ; б) ляпіс; в) коларгол; г) срібна вода.

149. Лікарський препарат протаргол це колоїдний розчин:

а) феруму; б) купруму; в) аргентуму; г) меркурію.

150. В організмі людини колоїдною системою є:

а) сечовина; б) холестерин; в) білок; г) гепарин.