Тема №14.

Электрохимические свойства металлов. Электролиз. Гальванические элементы. ЭДС гальванического элемента.

Основные понятия и определения:

Электрохимическая реакция	- окислительно- восстановительная реакция, происходящая на границе раздела двух фаз с разной проводимостью
Электрохимическая система	- замкнутая часть пространства, в котором протекают электрохимические окислительно- восстановительные реакции
Электролит	- ионопроводящая среда в электрохимической системе
Электрод	- электронный проводник, находящий в контакте с электролитом
Активный электрод	- электрод, материал которого принимает участие в электрохимических превращениях
Инертный электрод	- электрод, материал которого принимает участие в электродных реакциях
Электролиз	- окислительно- восстановительный процесс, протекающий при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита
Электролизер (гальваническая ванна)	- электрохимическая система, в которой за счет внешней электрической энергии осуществляется химические превращения
Химический источник тока ХИТ	- электрохимическая система, вырабатывающая электрическую энергию за счет химических превращений
Гальванический элемент	- ХИТ одноразового действия
Аккумулятор	- ХИТ многоразового действия
Анод	- электрод, на котором происходит окисление
Катод	- электрод, на котором происходит восстановление
Электродный потенциал (Е)	- разница потенциалов, возникающая на границе «металл-раствор»
Факторы. Влияющие на величину электродного потенциала	- природа металла, концентрация его ионов в растворе, температура, рН электролита
Стандартный электродный потенциал (Е^0)	- потенциал, измеренный в стандартных условиях
Электрохимический ряд напряжений	- ряд металлов, расположенных в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов
Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента ( окислительно-вросстановительные реакции)	- разность электродных потенциалов катода и анода (окислителя и восстановителя)
Коррозия	- разрушение металла под действием окружающей среды
Электрохимическая коррозия	- разрушение металла в среде электролита с возникновением в внутри системы электрического тока
Химическая коррозия	- разрушение металла при его окислении без возникновения электрического тока
Ингибиторы коррозии	- вещества, замедляющие коррозионные процессы

Электрохимические свойства металлов Контрольные задания:

1. Вычислите значение электродного потенциала меди, погруженной в 0,0005 н раствор нитрата меди (II).

2. Определите потенциал водородного электрода, если С_н⁺ в растворе равна 3,8*10^-3 моль/л.

3. Рассчитайте потенциал железного электрода, погруженного в раствор, содержащий 0,0699 г FeCI₂ в 0.5 л.

4. Определите значение рН раствора кислоты в стандартном водородном электроде. Вычислите потенциал данного электрода при рН , равном 1,2,3.

5. Составьте схему двух гальванических элементов, в одном из которых цинк – отрицательный электрод, в другом положительный. Рассчитайте значение стандартной ЭДС для каждого элемента.

6. Составьте схему гальванического элемента, образованного оловом и серебром, погруженных в растворы солей AgNO_3, SnCI_{2 .} Напишите уравнения протекающих реакций. Рассчитайте значение стандартной ЭДС.

7. Составьте схему гальванического элемента, образованного железом и свинцом, погруженными в 0,005 М растворы их солей. Рассчитайте ЭДС этого элемента.

8. ЭДС гальванического элемента, образованного никелем, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Ni²⁺ равной 10^-4 моль/л, и серебром, погруженным в раствор его соли, равна 1,108 В. Определите концентрацию ионов Ag⁺ в растворе его соли.

9. Гальваническая цепь состоит из железного электрода, погруженного в раствор соли с концентрацией ионов Fe²⁺, равной 0,001 моль/л, и медного электрода, погруженного в раствор соли меди(II). Рассчитайте концентрацию раствора соли меди(II), при котором ЭДС цепи равна нулю.

10. Из четырех металлов Ag, Cu, Al, Sn выберите те пары, которые дают наименьшее и наибольшие значения стандартных ЭДС, составленных из них гальванических элементов.

11. ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1М растворы солей этих металлов, равна 0,47 В. Рассчитайте, как изменится ЭДС, если взять 0,001 М растворы.

12. Раствор содержит ионы Ag²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Sn²⁺ в одинаковых концентрациях. Укажите, в какой последовательности будут разряжаться эти ионы на катоде при проведении электролиза.

13. Раствор соли Ni(NO₃)₂ в течении 2,45 ч пропускали ток силой 3,5 А. Определите, на сколько граммов, за это время уменьшилась масса никелевого анода.

14. через раствор сульфата цинка пропускали ток в течении 30 мин. При этом выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 0,4 А. Вычислите ошибку в показаниях амперметра.

15. Рассчитайте силу тока, необходимую для выделения серебра массой 108 г из раствора AgNO₃ за 6 мин.

16. При электролизе соли двухвалентного металла ток силой в 1 А в течение часа выделил на катоде 2,219 г металла. Определите, какой это металл.

17. Ток силой 4 А пропускали через электролизер в течение 16 мин. 5с. За это время на катоде выделился свинец массой 4,14 г из расплава одного из его соединений. Определите валентность свинца в этом соединении.

18. Алюминий склепан медью. Определите, какой металл будет подвергаться коррозии в кислой среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом, рассчитайте его ЭДС для стандартных условий.

19. Железо покрыто никелем. Укажите, какой из металлов будет корродировать вслучае разрушения поверхности покрытия. Коррозия происходит в кислой среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом, рассчитайте его ЭДС для стандартных условий.

20. Медь покрыта оловом. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при нарушении оловянного покрытия в кислой среде.