2. Обробка результатів та оформлення протоколу лабораторної роботи

1) Розрахувати практичні значення окисно-відновних потенціалів для трьох систем за формулою:

φ_пр = Е + φ_доп ,

де Е – значення ЕРС, В (визначене на приладі); Е = φ_пр – φ_доп ;

φ_доп = 0,201 В – потенціал хлорсрібного електрода.

2) Розрахувати теоретичні значення окисно-відновних потенціалів для двох систем з урахуванням концентрацій окисненої та віднов­леної форм за рівняннями:

Концентрації речовин наведені в таблиці.

3) Результати визначень та розрахунків занести в таблицю 15:

Таблиця 15

№ р­-ну	Електрод	Склад розчину	φ^0, В	φпр, В	φтеор, В	Е, В
1	Pt I2, 2I^-	КІ (0,1 моль/л) І2 (0,001 моль/л)	0,530
2	Pt Fe^3+, Fe^2+	Fe^3+(5·10^- 4моль/л) Fe^2+(5·10^-2моль/л)	0,771

4)Користуючись значеннями стандартних окисно-відновних потенціалів систем φ⁰ (з таблиці), визначити можливість самодовільного пере­бігу реакцій:

а) Fе³⁺ + І^- →

б) Fe²⁺ + I₂ →

за формулою: E = φ_ок - φ_відн . Самодовільно буде йти такий окисно-відновний

процес, для якого: φ_ок > φ_відн , Е > 0.

Матеріали для самоконтролю

1. Пояснити будову подвійного електричного шару (ПЕШ), що утворюється при зануренні металу в розчин солі цього металу:

а) внаслідок переходу іонів металу в розчин або з розчину на метал відбувається розподіл зарядів між зовнішнім і внутрішнім шарами металу й виникає ПЕШ, подібний розподілу зарядів у конденсаторі;

б) внаслідок переходу іонів металу в розчин або з розчину на метал на межі поділу фаз метал-розчин утворюється ПЕШ, що складається із зарядів на поверхні металу (іони або електрони) і зарядів у суміжному шарі розчину (іони), подібно до зарядів у конденсаторі;

в) внаслідок переходу іонів металу в розчин або з розчину виникає ПЕШ за рахунок різниці концентрації катіонів металу в суміжному з поверхнею поділу шарі розчину й у масі розчину;

г) внаслідок переходу іонів металу в розчин або з розчину на поверхні поділу виникає ПЕШ, що утворений іонами металу (електронами) на поверхні металу й протиіонами (іонами) частково в суміжному шарі розчину, а частково на деякій відстані від поверхні розподілу.

2. Вказати, яка форма запису прийнята для рівноважного процесу на цинковому електродіZn Zn²⁺ у загальному вигляді:

а) Zn ─ 2е^- ⇄ Zn²⁺ ; в) Zn + 2е^- ⇄ Zn^2- ;

б) Zn²⁺ + 2е^- ⇄ Zn; г) Zn²⁺ ─ 2е^- ⇄ Zn⁴⁺.

3. Вказати рівняння Нернста для нікелевого електрода при 298 К:

а) в)

б) г)

4. Вказати правильне визначення стандартного потенціалу металевого електрода:

а) стандартним називається потенціал електрода, якщо концентрації всіх речовин, що беруть участь у електродному процесі, дорівнюють одиниці;

б) стандартним називається потенціал електрода, якщо концентрації всіх речовин, що беруть участь у електродному процесі, є однаковими;

в) стандартним називається потенціал електрода, якщо концентрація катіонів металу дорівнює одиниці, а температура й тиск є стандартними;

г) стандартним називається потенціал електрода, що виміряний відносно стандартного водневого електрода.

5. Вибрати правильну характеристику окисно-відновного електрода:

а) це метал, що занурений у розчин електроліту й обмінюється з ним іонами та електронами;

б) це інертний метал, що занурений у розчин електроліту й обмінюється з ним електронами;

в) це інертний метал, що занурений у окисно-відновну систему й є лише провідником електронів;

г) це інертний метал, що занурений у окисно-відновну систему й обмінюється з нею іонами та електронами.

6. Вказати, окиснена форма якої окисно-відновної системи буде найбільш сильним окисником за стандартних умов:

а) НВrО + H⁺ + 2e^– = Вr^– + H₂O; φ⁰ = 1,34;

б) СrО₄^2– + 4 Н₂О + 3е^– = Сr(ОН)₃ + 5 ОН^–; φ⁰ = - 0,13;

в) 2 IО₃^– + 12 Н⁺ + 10e^– = I₂ + 6 H₂O; φ⁰ = 0,19;

г) H₂O₂ + 2 Н⁺ + 2е^- = 2 H₂O; φ⁰ = 1,78.

7. Пояснити, в якому напрямку за стандартних умов буде самодовільно йти

реакція: 2 NaCI + Fе₂(SO₄)₃ ⇄ 2 FeSO₄ + Cl₂ + Na₂SO₄, якщо

= 1,36 B, a = 0,771B:

а) зліва направо; в) реакція взагалі не буде йти;

б) справа наліво; г) реакція буде йти в обох напрямках.

8. Користуючись електрохімічним рядом напруг металів, вказати, яка з реакцій буде йти самодовільно за стандартних умов:

1) Zn²⁺ + Cu → Cu²⁺ + Zn; 3) Cd + Co²⁺ → Cd²⁺ + Co;

2) Mg + Sn²⁺ → Sn + Mg²⁺; 4) 2Ag + Pb²⁺ → Pb + 2Ag⁺.

а) 1, 2, 3; б) 2, 3; в) 4; г) 2.

9. Вибрати кращий окисник для перетворення Fе²⁺ ─ іона за стандартних умов у Fе³⁺ ─ іон, якщо стандартний потенціал = 0,771 В, а стандартні потенціали окисників вказані в дужках:

а) KMnО₄ у кислому середовищі (φ⁰ = 1,51 В); в) НNO₂ (φ⁰ = 1,0 В);

б) КМnО₄ у нейтральному середовищі (φ⁰ = 0,58 В); г) CuSO₄ (φ⁰ = 0,153 В).

10. Вказати пари електродів, що можуть бути застосовані в гальванічному колі для визначення рН:

1) скляний – хінгідронний;

2) водневий – нормальний водневий;

3) скляний – хлорсрібний;

4) хінгідронний – каломельний.

а) 2, 3, 4; б)1, 3; в)1, 2, 3; г)1, 4.

11. Розрахувати потенціал водневого електрода, що занурений у розчин хло-

ридної кислоти, на титрування 10 мл якого витрачається 14,5 мл розчину з концентрацією натрій гідроксиду:

а) 0,0685 В; б) –0,0435 В; в) 0,0495 В; г) –0,00985 В.