лаба 3 1 курс до / 3C3A

Контрольные вопросы

1. Что называется электродами первого рода. Привести примеры. Составить схему кислотного электрода, уравнение электродной реакции и рассчитайть величину электродного потенциала при T=298K, P_O2=101kПа и pH=12.

Электроды первого рода - металлические или газовые электроды, опущенные в растворы собственных солей и обратимые по отноошению к собственным ионам:

Zn/Zn²⁺ // Cu²⁺/Cu⁺

Pt, O₂ / OH^-

j_{O2 / OH-} = 1.23 - 0.059*pH = 1.23 - 0.059*12 = 0.522 В

2. Составить схему концентрационного гальванического элемента из двух водородных электродов, погруженных в 0.1М растворы Hcl и CH₃COOH (K_д = 1.8*10^-5). Записать уравнения анодно-катодных процессов, рассчитать значения E, A_m и K_p при T=298K и p_H2=101 kПа.

A(-) K(+)

Pt, H₂ / HCl // CH₃COOH / H₂,Pt

0.1M 0.1M

HCl = H⁺ + Cl^- CH₃COOH = CH₃COO + H⁺

j_a = -0.059В

[H⁺] = ÖK_д*C_м = 1.34*10^-3 м/л

j_k = 0.059ln[H⁺] = -0.016В

K: 2H⁺ +2e -> H₂

A: H₂ - 2e -> 2H⁺

E = j_K - j_a -0.016 + 0.059 = 0.043В

A_m = nFE = 2*96500*0.043 = 8.3 кДж

lgK_p = nFE/2.3RT = 1.45

K_p = 10^1.45

3. Обьяснить механизм возникновения поляризации при электролизе раствора NaCl (pH=7) на электродах из платины. Записать уравнения электрохимических процессов, происходящих при электролизе этой соли и рассчитать E_разл. (h_H2=0.5В, h_Cl2=0.3В).

K(-) | Pt / NaCl / Pt | A(+)

Na⁺ | |Cl^-

H₂O | 2H₂O+2e=H₂+2OH^- | H₂O 2H₂O - 4e = O₂ + 4H⁺

2Cl^- - 2e = Cl₂

Платиновый электрод играет роль водородного. На аноде происходит осаждение восстановленного хлора, что приводит к постепенному снижению потенциала анода.

Составим схему внутреннеего гальванического элемента:

Pt, H₂ / H⁺ // Cl₂ / Cl^-

K: H₂ - 2e = 2H⁺

A: Cl₂ + 2e = 2Cl^-

j_k = -0.059pH = -0.413В

j_a = 1.36В

E_пол. = j_k - j_a = 1.36 - (-0.413) = 1.783

E_разл. = E_пол. + h_a + h_k = 1.783 + 0.3 + 0.5 = 2.573 В

4. Привести электрохимическую систему для получения хромированного покрытия на стальной подложке. Написать уравнения катодно-анодных процессов.

K(-) |CrSO₄, H₂O |A(+)

Cr²⁺ | |H₂O

Cr²⁺ +2e = Cr⁰ | |2H₂O - 4e = O₂ + 4H⁺

5. Рассчитать количества веществ (по массе и обьему), выделившихся на графитовых электродах при прохождении через раствор KOH тока силой 6А в течение 30 мин, если выход по току 90%.

C / KOH, H₂O / C

K(-) | |A(+)

K⁺ | |OH^- 4OH^- - 4e = O₂ + H₂O

H₂O |2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^- |H₂O

Q = 6 * 1800 = 10800Кл

m_t(O₂) = m_э(O₂) * Q / F = 0.895 г/моль

m_t(H₂) = m_э(H₂) * Q / F = 0.11 г/моль

m(O₂) = (m_t(O₂)*90)/100 = 0.8055 г/моль

m(H₂) = (m_t(H₂)*90)/100 = 0.099 г/моль

n(O₂) = m/Mr = 0.025 моль

n(H₂) = m/Mr = 0.0495 моль

V(O₂) = n(O₂)*V_M = n(O₂)*22.4 = 0.56л

V(H₂) = n(H₂)*V_M = n(H₂)*22.4 = 1.1л

(c) CopyLeft “Коалиция за бескровную ХИМИЮ”