Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПРАКТИКУМ.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
03.11.2018
Размер:
1.34 Mб
Скачать

3А) Пассивация железа в концентрированной азотной кислоте

(коллективный опыт, выполняется в вытяжном шкафу. )

Зачищенный и обезжиренный железный стержень опускают в умеренно разбавленный раствор азотной кислоты. Наблюдают активное растворение железа в кислоте и бурное выделение оксида азота (IV). Осторожно! Оксид азота (IV)- ядовит! Этот же стержень промывают водой и погружают в концентрированный раствор азотной кислоты. Начавшееся взаимодействие железа и кислоты прекращается вследствие образования на поверхности металла защитной оксидной пленки.

Напишите уравнения реакции растворения железа в разбавленной азотной кислоте.

3Б) Активация алюминия в растворе соляной кислоты

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфата меди (II) и опустите в нее на 1-2 минуты алюминиевую проволоку или свернутый в комочек кусочек алюминиевой фольги. Отметьте, что выделение меди происходит в виде отдельных точек лишь на некоторых участках металлической поверхности.

Такую же проволоку или комочек алюминиевой фольги поместите в пробирку с разбавленным раствором соляной кислоты.

После этого алюминий промойте дистиллированной водой и опустите в раствор сульфата меди (II). Наблюдайте выделение меди на проволоке в виде сплошного слоя.

Чем можно объяснить наблюдаемое явление? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 4. Протекторная защита

В две пробирки налейте по 1-2 мл 2 н. серной кислоты и добавьте в каждую по 2-3 капли раствора гексацианоферрата (III) калия. В одну пробирку поместите стальную скрепку с зажатым в ней кусочком цинка, а в другую - стальную скрепку с кусочком олова. Наблюдайте окрашивание раствора в первой пробирке в желтоватый цвет, вследствие образования труднорастворимого комплексного соединения цинка Zn3[Fe(CN)6]2, а в другой - в синий цвет, вследствие образования труднорастворимой комплексного соединения железа Fe3[Fe(CN)6]2.

Сравните величины стандартных электродных потенциалов для железа, олова и цинка. Составьте схемы гальванических элементов железо - цинк и железо - олово в растворе серной кислоты. Напишите уравнения процессов, происходящих на катоде и аноде в кислой среде для данных гальванических элементов. Напишите уравнения реакций получения окрашенных гексацианоферратов.

По результатам проведенного эксперимента сделайте вывод: какой из

металлов - олово или цинк - может быть использован в качестве протектора для защиты железа от коррозии.

Опыт 5. Влияние ингибиторов на процесс коррозии.

В две пробирки налейте 1-2 мл 1 н. раствора соляной кислоты и в одну из них добавьте 2-3 капли ингибитора коррозии. В каждую пробирку добавьте по кусочку цинка. Через 2-3 минуты сравните интенсивность реакции в каждой пробирке.

Объясните эффект и напишите уравнение реакции растворения цинка в кислоте. Что такое ингибиторы коррозии? Каков их механизм действия?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Названия важнейших кислот и их солей

Кислота

Названия

Кислоты

соли

HAlO2

Метаалюминиевая

Метаалюминат

HBO2

Метаборная

Метаборат

H3BO3

Ортоборная

Ортоборат

H2B4O7

Четырехборная

Тетраборат

HBr

Бромоводородная

Бромид

HCOOH

Муравьиная

Формиат

CH3COOH

Уксусная

Ацетат

HCN

Циановодородная

Цианид

H2CO3

Угольная

Карбонат

H2C2O4

Щавелевая

Оксалат

HCl

Хлороводородная

(соляная)

Хлорид

HOCl

Хлорноватистая

Гипохлорит

HClO2

Хлористая

Хлорит

HClO3

Хлорноватая

Хлорат

HClO4

Хлорная

Перхлорат

HF

Фтороводородная

Фторид

HCrO2

Метахромистая

Метахромит

H2CrO4

Хромовая

Хромат

H2Cr2O7

Двухромовая

Дихромат

HI

Иодоводородная

Иодид

HMnO4

Марганцовая

Перманганат

H2MnO4

Марганцовистая

Манганат

HNO2

Азотистая

Нитрит

HNO3

Азотная

Нитрат

H3PO4

Ортофосфорная

Ортофосфат

H2S

Сероводородная

Сульфид

HSCN

Родановодородная

Роданид

H2SO3

Сернистая

Сульфит

H2SO4

Серная

Сульфат

H2S2O3

Тиосерная

Тиосульфат

H2Se

Селеноводородная

Селенид

H2SeO3

Селенистая

Селенит

H2SiO3

Кремневая

Силикат

Таблица 2а

Плотности растворов некоторых кислот, щелочей и аммиака при 20°С (г/мл).

  массовая доля, %.

,%

H2SO4

HNO3

HCl

KOH

NaOH

NH3

2

1,013

1,011

1,009

1,016

1,023

0,992

4

1,027

1,022

1,019

1,033

1,046

0,983

6

1,040

1,033

1,029

1,048

1,069

0,973

8

1,055

1,044

1,039

1,065

1,092

0,967

10

1,069

1,056

1,049

1,082

1,115

0,960

12

1,083

1,068

1,059

1,100

1,137

0,953

14

1,098

1,080

1,069

1,118

1,159

0,946

16

1,112

1,093

1,079

1,137

1,181

0,939

18

1,127

1,106

1,083

1,156

1,213

0,932

20

1,143

1,119

1,100

1,176

1,225

0,926

22

1,158

1,132

1,110

1,196

1,247

0,919

24

1,174

1,145

1,121

1,217

1,268

0,913

26

1,190

1,158

1,132

1,240

1,286

0,908

28

1,205

1,171

1,142

1,263

1,310

0,903

32

1,238

1,198

1,163

1,310

1,352

0,893

36

1,273

1,225

1,183

1,358

1,395

0,884

40

1,307

1,251

1,411

1,437

44

1,342

1,277

1,460

1,478

48

1,380

1,303

1,511

1,519

52

1,419

1,328

1,564

1,560

56

1,460

1,351

1,616

1,601

60

1,503

1,373

1,643

64

1,547

1,394

68

1,594

1,412

72

1,640

1,429

76

1,687

1,445

80

1,732

1,460

84

1,776

1,474

88

1,808

1,486

92

1,830

1,496

98

1,841

1,510

100

1,838

1,522

Таблица 2б

Плотности водных растворов некоторых солей при 20°С (г/мл).

  массовая доля, %

NaCl

CuSO4

KCl

MgCl2

MgSO4

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

1

1,005

1

1,009

1

1,004

2

1,051

2

1,018

2

1,012

2

1,019

2

1,011

8

1,065

4

1,039

4

1,027

4

1,040

4

1,023

14

1,119

6

1,060

6

1,041

6

1,062

6

1,036

20

1,175

8

1,081

8

1,056

8

1,084

8

1,050

26

1,235

10

1,103

10

1,071

10

1,107

10

1,063

32

1,297

12

1,125

12

1,086

12

1,131

12

1,076

14

1,148

14

1,101

14

1,155

14

1,090

16

1,171

16

1,116

16

1,180

16

1,104

18

1,195

18

1,132

18

1,206

18

1,118

20

1,219

20

1,148

20

1,132

22

1,245

22

1,164

22

1,147

24

1,270

24

1,180

24

1,162

26

1,296

MnCl2

MnSO4

Na2CO3

Ni(NO3)2

CaCl2

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

,%

, г/мл

1

1,006

1

1,009

0,2

1,000

1

1,007

1

1,007

2

1,015

2

1,019

2,1

1,020

2

1,016

2

1,015

4

1,032

4

1,038

4

1,040

4

1,033

4

1,031

6

1,049

6

1,059

6

1,060

6

1,051

6

1,049

8

1,067

8

1,081

7,9

1,080

10

1,088

8

1,066

10

1,086

10

1,102

9,8

1,100

12

1,108

10

1,083

12

1,104

12

1,125

11,6

1,120

14

1,128

12

1,102

14

1,123

14

1,148

13,5

1,140

16

1,148

14

1,120

16

1,143

16

1,171

15,2

1,160

18

1,169

16

1,139

18

1,163

18

1,196

16.9

1,180

20

1,191

18

1,158

20

1,184

20

1,220

17.7

1,190

25

1,249

20

1,177

22

1,206

22

1,246

30

1,311

25

1,228

24

1,251

24

1,272

28

1,260

Таблица 3

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов

в водных растворах при 25°C

Электролит

К

Электролит

К

Азидоводород HN3

2,6*105

Сероводород H2S К1

К2

6*108

1*1014

Азотистая кислота HNO2

4*104

Теллуристая кислота H2TeO3 К1

К2

3*103

2*108

Аммония гидроксид NH4OH

1,8*105

Теллуроводород H2Te К1

К2

1*103

1*1011

Борная кислота H3BO3 К1

5,8*1010

Угольная кислота H2CO3 К1

К2

4,5*107

4,7*1011

Бромноватистая кислота HOBr

2,1*109

Уксусная кислота CH3COOH

1,8*105

Водород перекиси H2O2 К1

2,6*1012

Хлорноватистая кислота HOCl

5*108

Кремневая кислота H2SiO3 К1

К2

2,2*1010

1,6*1012

Хлоруксусная кислота CH2ClCOOH

1,4*103

Муравьиная кислота HCOOH

1,8*104

Фосфорная кислота H3PO4 К1

К2

К3

7,5*103

6,3*108

1,3*1012

Селенистая кислота H2SeO3 К1

К2

3,5*103

5*108

Фтороводород HF

6,6*104

Селеноводород H2Se К1

К2

1,7*104

1*1011

Циановодород HCN

7,9*1010

Серная кислота H2SO4 К2

1,2*102

Щавелевая кислота H2C2O4 К1

К2

5,4*102

5,4*105

Сернистая кислота H2SO3 К1

К2

1,6*102

6,3*108

Таблица 4

Области перехода некоторых индикаторов

Название индикатора

Область перехода,

единицы рН

Изменение окраски

Тимоловый синий

1,22,8

Красная  желтая

Метиловый оранжевый

3,14,4

Красная  оранжево-желтая

Метиловый красный

4,46,2

Красная  желтая

Лакмус

5,08,0

Красная  синяя

Тимоловый синий

8,09,6

Желтая  синяя

Фенолфталеин

8,210,0

Бесцветная  малиновая

Ализарин желтый

10,112,1

Желтая  лиловая

Тропеолин 0

11,013,0

Желтая  оранжево-коричневая

Индигокармин

12,014,0

Голубая  желтая

Таблица 5

Степень гидролиза солей в 0,1 М растворах при 25 °C

Соль

Степень гидролиза, %

Соль

Степень гидролиза, %

NH4Cl

0,007

NaH2PO4

0,0004

CH3COONH4

0,5

Na2CO3

4,0

(NH4)2S

99,0

NaHCO3

0,005

NH4HS

7,0

Na2S

99,0

Na2B4O7

0,5

NaHS

0,010

Na2SO3

0,13

NaClO

0,18

NaHSO3

0,0002

KCN

1,2

CH3COONa

0,007

Al2(SO4)3

3,5

Na3PO4

34

Al(CH3COO)3

40,0

Na2HPO4

0,13

Fe(CH3COO)3

32,0

Таблица 6

Произведения растворимости некоторых малорастворимых

электролитов при 25°C

Электролит

ПР

Электролит

ПР

AgBr

6*1013

Co(OH)2

2*1015

AgCl

1,8*1010

Fe(OH)2

1*1015

Ag2CO3

8,2*1012

Fe(OH)3

3,8*1038

Ag2CrO4

4*1012

FeCO3

2,5*1011

AgI

1,1*1016

FeS

5*1018

Ag2S

6*1050

HgS

1,6*1052

Ag2SO4

2*105

MgS

2*1015

AgCN

7*1015

MgCO3

1*105

AgSCN

1,1*1012

MnS

2,5*1010

BaCO3

5*109

Mn(OH)2

2*1013

BaC2O4

2*107

NiCO3

1,3*107

BaCrO4

1,6*1010

Ni(OH)2

1*1015

BaSO4

1,1*1010

PbBr2

9,1*106

CaCO3

5*109

PbCl2

2*105

CaC2O4

2*109

PbCO3

7,5*1014

CaF2

4*1011

PbCrO4

1,8*1014

CaSO4

1,3*104

PbI2

8*109

Ca3(PO4)2

1*1029

PbS

1*1027

Cd(OH)2

2*1014

PbSO4

1,6*108

CdS

7,9*1027

Pb(OH)2

2*1016

Cu(OH)2

2,2*1020

SnS

1*1026

Zn(OH)2

1*1017

SrCO3

1,1*1010

ZnS

1,6*1024

SrC2O4

5,6*108

CuC2O4

2,5*1022

SrSO4

3,2*107

CuS

6*1036

Mg(OH)2

2*105

Таблица 7. Приближенные коэффициенты активности ионов металлов

в растворах электролитов при 250С

Электро-лит

Ион Ме2+

Концентрация электролита, мол / л

10-3

10-2

10-1

1

CuSO4

Cu2+

0,761

0,405

0,168

0,046

ZnSO4

Zn2+

0,761

0,405

0,168

0,046

FeSO4

Fe2+

0,761

0,405

0,168

0,046

CuCl2

Cu2+

0,787

0,507

0,196

0,054

ZnCl2

Zn2+

0,787

0,507

0,196

0,054

FeCl2

Fe2+

0,787

0,507

0,196

0,054

Таблица 8. Стандартные электродные потенциалы металлов при 250С

Электрод

Е0298, В

Электрод

Е0298, В

Электрод

Е0298, В

Li/Li+

-3,02

Zn/Zn2+

-0,76

Sb/Sb3+

0,24

K/K+

-2,92

Cr/Cr3+

-0,71

Bi/Bi3+

0,2

Ba/Ba2+

-2,90

Fe/Fe2+

-0,44

Sb/Sb3+

0,24

Ca/Ca2+

-2,87

Cd/Cd2+

-0,40

Cu/Cu2+

0,34

Na/Na+

-2,71

Co/Co2+

-0,28

Co/Co3+

0,40

La/La3+

-2,37

Ni/Ni2+

-0,25

Ru/Ru2+

0,45

Mg/Mg2+

-2,34

Mo/Mo3+

-0,20

Ag/Ag+

0,80

Ti/Ti2+

-1,75

Sn/Sn2+

-0,14

Hg/Hg2+

0,85

Al/Al3+

-1,67

Pb/Pb2+

-0,13

Pd/Pd2+

0,98

Mn/Mn2+

-1,05

Fe/Fe3+

-0,04

Pt/Pt2+

1,2

Nb/Nb3+

-1,1

(H2/ 2H+ )

0,00

Au/Au3+

1,50

Таблица 9

Стандартные электродные потенциалы Е° некоторых электродных

процессов в водных растворах при 25°C

Элемент

Электродный процесс

Е°,В

Ag

Ag(CN)2 + e = Ag + 2CN

0,29

Ag+ + e = Ag

0,80

Al

AlO2 + 2H2O + 3e =Al + 4OH

2,35

Al3+ + 3e = Al

1,66

Au

Au(CN)2 + e = Au + 2CN

0,61

Au3+ + 3e = Au

1,50

Au+ + e = Au

1,69

Ba

Ba2+ + 2e = Ba

2,90

Bi

Bi3+ + 3e = Bi

0,21

Br2 + 2e = 2Br

1,07

HOBr + H+ + 2e = Br + H2O

1,34

Ca

Ca2+ + 2e = Ca

2,87

Сd

Cd2+ + 2e = Cd

0,40

Cl

Cl2 + 2e = 2Cl

1,36

HOCl + H+ + 2e = Cl + H2O

1,49

Co

Co2+ + 2e = Co

0,28

Co3+ + e = Co2+

1,81

Cr

Cr3+ + 3e = Cr

0,74

CrO42 + 4 H2O + 3e = Cr(OH)3+ 5OH

0,13

Cr2O72 + 14 H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O

1,33

Cu

Cu(CN)2 + e = Cu + 2CN

0,43

Cu2+ + e = Cu+

0,15

Cu2+ + 2e = Cu

0,34

Cu+ + e = Cu

0,52

F

F2 + 2e = 2F

2,87

Fe

Fe2+ + 2e = Fe

0,44

Fe3+ + 3e = Fe

0,04

Fe(CN)63 + e = Fe(CN)64

0,36

Fe3+ + e = Fe2+

0,77

H

H2 + 2e = 2H

2,25

2H+ + 2e = H2

0,00

Hg

Hg22+ + 2e = 2Hg

0,79

Hg2+ + 2e = Hg

0,85

2Hg2+ + 2e = Hg22+

0,92

I

I2 + 2e = 2I

0,54

2IO3 + 12 H+ + 10e = I2 + 6H2O

1,19

2HOI + 2H+ + 2e = I2 + 2H2O

1,45

K

K+ + e = K

2,92

Li

Li+ + e = Li

3,04

Mg

Mg2+ + 2e = Mg

2,36

Mn

MnO4 + e = MnO42

0,56

MnO4 + 10 H2O + 3e = MnO2 + 4OH

0,60

MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O

1,23

MnO4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

1,51

N

NO3 + 2 H+ + e = NO2 + H2O

0,78

NO3 +10 H+ + 8 e = NH4+ + 3 H2O

0,87

NO3 + 4 H+ + 3 e = NO + 2 H2O

0,96

Na

Na+ + e = Na

2,71

Ni

Ni2+ + 2e = Ni

0,25

O

O2 + 2H2O + 4e = 4OH

0,40

O2 + 2 H+ + 2e = H2O2

0,68

O2 + 4 H+ + 4e = 2H2O

1,23

H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O

1,78

P

H3PO4 + 2H+ + 2e = H3PO3 + 2H2O

0,28

Pb

Pb2+ + 2e = Pb

0,13

Pb4+ + 2e = Pb2+

1,69

Pt

Pt2+ + 2e = Pt

1,19

S

S + 2H+ + 2e = H2S

0,17

S2O82 + 2e = 2SO42

2,01

Se

Se + 2H+ + 2e = H2Se

0,40

Sn

Sn2+ + 2e = Sn

0,14

Sn4+ + 2e = Sn2+

0,15

Te

Te + 2H+ + 2e = H2Te

0,72

Zn

ZnO22 + 2H2O + 2e = Zn + 4OH

1,22

Zn2+ + 2e = Zn

0,76

Таблица 10 Константы нестойкости некоторых комплексных ионов

Комплексный ион

Кнест

Комплексный ион

Кнест

Ag(CN)2

1*1021

Fe(CN)64

1*1037

Ag(NH3)2+

7*108

Fe(CN)63

1*1044

Ag(S2O3)23

1*1013

Fe(SCN)2+

1*103

AgI2

1*1012

HgBr42

1*1021

CdCl42

9*103

HgCl42

8*1016

CdI42

8*107

HgI42

1*1030

Cd(CN)42

1*1017

Hg(SCN)42

1*1022

Cd(NH3)42+

8*108

Ni(CN)42

3*1016

Cd(NH3)62+

8*106

Ni(NH3)62+

2*109

Co(NH3)63+

6*1036

Zn(CN)42

2*1017

Cu(NH3)42+

2*1013

Zn(NH3)42+

4*1010

Cu(CN)42

5*1028

Zn(OH)42

1*1017

Таблица 11 Относительная электроотрицательность элементов по Полингу

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

H

2,2

Li

1,0

Be

1,5

B

2,0

C

2,5

N

3,0

O

3,5

F

4,0

Na

0,9

Mg

1,2

Al

1,6

Si

1,9

P

2,2

S

2,6

Cl

3,1

K

0,8

Ca

1,0

Sc

1,4

Ti

1,5

V

1,6

Cr

1,7

Mn

1,6

Fe Co Ni

1,8 1,9 1,9

Cu

1,9

Zn

1,7

Ga

1,8

Ge

2.0

As

2,2

Se

2,6

Br

3,0

Rb

0,8

Sr

1,0

Y

1,2

Zr

1,3

Nb

Mo

2,2

Tc

-

Ru Rh Pd

- 2,3 2,2

Ag

1,9

Cd

1,7

In

1,8

Sn

2,0

Sb

2,0

Te

-

I

2,7

Cs

0,8

Ba

0,9

La - Lu

1,0 - 1,2

Hf

Ta

W

2,3

Re

Os Ir Pt

- 2,2 2,3

Au

2,5

Hg

2,0

Tl

2,0

Pb

2,3

Bi

2,0

Po

At

Таблица 12

Растворимость некоторых солей и оснований в воде

К

А

Т

И

О

Н

Анион

Li+

Na+

K+

NH4+

Ca2+

Mg2+

Ba2+

Zn2+

Cu2+

Hg2+

Sn2+

Ag+

Pb2+

Mn2+

Al3+

Fe2+

Fe3+

Sr2+

Cr3+

F

М

Р

Р

Р

Н

Н

М

Р

Р

-

Р

Р

Н

Р

М

Н

Р

Н

Н

Cl

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

-

Н

М

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Br

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

-

Н

М

Р

Р

Р

Р

Р

Р

I

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

М

М

Н

Н

Р

Р

?

?

Р

?

NO3

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

NO2

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

?

Н

?

?

М

Р

?

?

?

?

Р

?

S2

Р

Р

Р

Р

-

Р

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

SO32

Р

Р

Р

Р

Н

Р

Н

М

Н

?

?

Н

Н

?

?

Н

?

Н

?

SO42

Р

Р

Р

Р

М

Р

Н

Р

Р

Р

М

Н

Р

Р

Р

Р

Н

Р

CO32

Р

Р

Р

Р

Н

М

Н

Н

Н

?

?

Н

Н

Н

?

Н

?

Н

?

SiO32

Н

Р

Р

?

Н

Н

Н

Н

?

?

?

?

Н

Н

?

Н

?

Н

?

CrO42

Р

Р

Р

Р

Р

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

?

?

?

Н

?

PO43

Н

Р

Р

?

Н

М

Н

Н

Н

?

Н

Н

Н

М

Н

Н

Н

Н

Н

CH3COO

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

Р

?

Р

Р

Р

?

?

?

?

Р

?

OH

Р

Р

Р

Р

М

Н

Р

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

М

Н

Р- соль в воде растворима  1 г/ 100 г Н2О М- малорастворима (1  0.1) г/ 100 г Н2О

Н- практически нерастворима  0,1 г / 100 г Н2О “” - соль в растворе не существует или разлагается водой.

? – нет достоверных данных о существовании соединений