Практическое занятие 2: «Расчет количества электричества, изучение электролизеров».

Цель занятия:

1. Закрепить знания по теме

2. Изучить схему установки прибора для анализа

3. Развить навыки логического мышления

Задание:

1. Изучить теоретический материал.

2. Подготовить вопросы по заданной теме.

3. Сделать выводы по проделанной работе.

План.

1. Повторение проеденного материала

   1. Опрос у доски:

      1. Условия раздельного количественного выделения металла. Изменение условий с целью увеличения разницы в потенциалах металлов. Воспрепятствование выделению Н₂. Условия выделения металла, качество осадка.

      2. Применение Нg электрода. Ускоренный электролиз. Внутренний электролиз.

      3. Кулонометрический метод анализа. Область применения. Анализ при постоянной силе тока. Анализ при постоянном потенциале. Кулонометрическое титрование.

   2. Фронтальный опрос:

      1. Что называется электролизом?

      2. Каким законам подчиняется электролиз?

      3. Формула объединенного закона Фарадея?

      4. Выход по току?

      5. Суть химической поляризации?

      6. Чем можно устранить химическую поляризацию?

      7. Суть концентрированной поляризации?

      8. Как устранить концентрированную поляризацию?

      9. Что такое перенапряжение?

2. Решение задач:

Задача №1

Из анализируемого раствора содержащего ионы трехвалентного металла, в результате электролиза при силе тока 1,000 А за время 35 мин было выделено на катоде 0,3772 г металла. Определить какой металл был в растворе, если ВПТ = 100%.

Задача №2

Раствор дихромата калия объемом 20,00 см³ оттитровали ионами железа (II), генерируемом при силе тока 0,20 А в течение 15 мин, конец реакции фиксировали по фотометрическим датчикам. Определить молярную концентрацию эквивалента K₂Сr₂O₇ (f_экв= 1/6).

Задача №3

Пробу сточной воды, объемом 100 см³, содержащей фенол, оттитровали бромом, генерируемым из KBr по уравнению реакции.

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₅OHBr₃ + 3Br ^- + 3H⁺

Рассчитать концентрацию фенола в сточной воде ( мкг/ см³), если электролиз длился в течение 4мин 35с при силе тока 0,035 А.

Задача №4

Для титрования йодид - ионов использовались ионы MnO₄^-, которые генерировались в анодном пространстве кулонометрической ячейки в сернокислой среде; т.э. устанавливали потенциометрически. Вычислить массу (мг) иодида в растворе, если титрование продолжалось 272с при постоянной силе тока 18 мА.

Задача №5

Написать уравнение реакции процессов, протекающих на аноде и катоде.

Электроды Pt раствор AgNO₃ pH = 7

Электроды Zn раствор ZnSO₄, NaCl

Электроды Pt раствор Na₂SO₄ pH = 7

Список использованной литературы:

1. Барковский В.Ф. Основы физико-химических методов анализа. - М.: Высшая школа, 1983.

2. Практикум по аналитической химии: Учебное пособие для вузов В.П. Васильев, Р.П. Морозова, Л.А. Кочерыгина / под ред. В.П. Васильева. - М.: Химия, 2000.

3. Основы аналитической химии. Кн 2. Методы химического анализа. Учебник для вузов. Ю.А. Золотов, Е.Ню. Дорохова, В.И. Фадеева и др./ Под ред. Ю.А. Золотова. - М.: Высшая школа, 1996

Лабораторная работа: «Электрогравиметрическое определение Сu²⁺ методом внутреннего электролиза».

Цель работы:

1. Освоить методику количественного анализа методом внутреннего электролиза.

2. Научиться собирать установку для проведения внутреннего электролиза.

Теоретические основы:

Исследуемый раствор вместе с погруженными в него электродами должен представлять собой гальванический элемент, дающий собственный ток, за счет которого и происходит электролитическое выделение определяемого металла на взвешенном катоде. Принцип метода состоит в том, что система Al│CuSO₄│Pt представляют собой гальванический элемент, в котором алюминий отдает электроны, переходя в раствор в виде ионов:

анод Al⁰ = Al³⁺ + 3 . Ионы меди восстанавливаются на платиновом катоде: Cu²⁺ + 2 = Cu⁰. Для оценки эффективности использования электричества на выделение того продукта, ради получения которого ведется электролиз, применяют понятие выхода по току:

– масса катода до проведения электролиза, г

– масса катода после проведения электролиза, г

– масса осажденного продукта, которое должно быть получено по расчету, г

Задание:

1. Изучить теоретический материал по данной теме.

2. Подготовить форму отчета.

3. Сделать выводы по проделанной работе.