Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Июля 2013 в 17:42, лабораторная работа
В данной работе изложены лабораторные работы и различные материалы по предмету неорганической химии.
Лабораторная работа №1. Текстовый редактор Word для Windows 9x.
Лабораторная работа №25. ЦИНК. КАДМИЙ.
Лабораторная работа№ 21. МАРГАНЕЦ.
Лабораторная работа №22. ХРОМ.
Работа №27. Олово
Лабораторная работа по химии №9. "Определение рН растворов"
Опыт №1. Окраска кислотно-щелочных индикаторов в кислой и щелочной среде.
Опыт №4. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре.
Опыт 5. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре
Опыт №1.Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции.
Лабораторная работа по общей и неорганической химии №8. “Химическое равновесие и его смещение”
Опыт№1.Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на смещение химического равновесия
Лабораторная работа по общей и неорганической химии №5. Комплексные соединения. Получение и свойства.
Федеральное агентство по образованию Российской федерации
Владимирский государственный университет
Кафедра химии.
Лабораторная работа №13.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.
Владимир 2010.
Теоретическая часть.
Если поместить металл в воду то с его поверхности отрываются и в гидратированном виде переходят в раствор, При этом «растворении» на самом металле появляется избыток электронов, придающих ему отрицательный заряд, а слой жидкости у поверхности металла заряжается положительно.
Таким образом, между Ме и окружающей его водной средой возникает некоторая разность потенциалов, то есть на границе раздела металл – раствор возникает скачок потенциалов (поверхность металла имеет заряд (-) – избыток свободных электронов, а слой жидкости у поверхности – (+), обусловленный положительными ионами металла, перешедших в раствор). Величину этого скачка потенциалов принято называть электродным потенциалом данного металла.
Электродный потенциал металла, соответствующий состоянию равновесия, при котором скорость перехода ионов в раствор равняется обратному процессу их осаждения на металл, называется равновесным потенциалом.
Из-за невозможности измерения абсолютных значений электродных потенциалов металлов пользуются их относительными значениями, определенными методом сравнения. В качестве электрода-эталона, с потенциалом которого сравнивают потенциалы металлов, принят водородный электрод.
Он состоит из пластины, покрытой порошком платины для создания рыхлой поверхности и насыщенный водородом. Это пластина, опущенная в емкость с раствором серной кислоты, активная концентрация ионов водорода которой равна 1 моль/л.
В емкость с кислотой пропускают водород под давлением 1 атм и при температуре 25 °С. В данном случае с раствором кислоты соприкасается не платиновая пластина, а слой адсорбированного на ней водорода.
С данного водородного электрода
в раствор переходят
Для определения
стандартных потенциалов
Стандартный электродный потенциал является очень важной характеристикой металла. Он характеризует прочность связи между ионом Ме и его валентными электронами. Чем меньше алгебраическая величина стандартного электродного потенциала, тем слабее эта связь, тем больше способность атомов металла отдавать электроны, следовательно, больше его химическая активность.
Если активная концентрация иона металла в растворе соли электролита не равна 1 моль/л, то при погружении металла в такой раствор его потенциал не будет равен стандартной величине.
Для расчета таких
равновесных потенциалов
Для водородного электрода:
Гальваническими элементами называют устройства, в которых химическая энергия превращается в электрическую. В простейшем случае гальванический элемент состоит из двух электродов с разными значениями потенциалов.
ЭДС = φкатода – φанода
Выполнение работы.
Цель работы: определить ЭДС биметаллического ( медно-цинкового ) гальванического элемента, определить ЭДС концентрационного гальванического элемента.
Приборы и реактивы. Потенциометр, медная и цинковая пластины, 2 мерные колбы на 50 мл, 2 пипетки или 2 мерных цилиндра на 10 мл. Растворы: сульфата цинка 0,05 М, сульфата меди (II) 1 М и 0,05 М.
Опыт №1.
Определение ЭДС биметаллического (медно-цинкового) гальванического элемента.
Приготовили 50 мл 0,1 М раствора сульфата меди (II) из 1 М раствора. Для этого расчетное количество 1 М раствора отмерить пипеткой или мерным цилиндром, перевести в мерную колбу на 50 мл и довести до метки дистиллированной водой.
0,1 М раствор сульфата меди (II):
С1 V1 = С2 V2
С1= 0,5 М V1= Х мл
С2= 0,1 М V2= 50 мл
Аналогично приготовили 50 мл 0,005 М раствора сульфата цинка из 0,05 М раствора.
0,005 М раствор сульфата цинка:
С1= 0,05 М V1= Х мл
С2= 0,005 М V2= 50 мл
Приготовленные растворы налили в стакан на 50 мл. Собрали гальванический элемент, опустив медную пластину в раствор сульфата меди, цинковую – в раствор сульфата цинка.
Полученные таким образом электроды для замыкания внутренней электрической цепи соединив электрическим ключом (изогнутая стеклянная трубка с раствором хлорида калия). Во внешнюю цепь гальванического элемента включен измерительный прибор – потенциометр.
При замыкании потенциометр показывал разность потенциалов катода и анода, отсутствии тока во внешней цепи составляет ЭДС гальванического элемента. Измеренное значение ЭДС является практическим значением ЭДС.
ЭДСпрак.=1,16 В
Рассчитали теоретическое значение ЭДС данного гальванического элемента. Для этого рассчитать по уравнению Нернста потенциалы медного и цинкового электродов, учитывая, что коэффициент активности 0,1 М раствора сульфата меди f=0,16, а 0,005 М раствора сульфата цинка f=0,48. По величинам расчетных потенциалов определили катод и анод: катодом является медная пластина, а анодом – цинковая. Рассчитали теоретическое значение ЭДС по формуле ЭДС=φк-φа.
ЭДС=φк-φа
φ=См f
φ0 Zn=-0,76
φ0 Cu=+0,34
φ Cu= φ0 Cu+
φ Zn= φ0 Zn+
ЭДСт=1,117 В
Рассчитаем относительную ошибку опыта.
η=
А: Zn-2e=Zn2+
K: Cu2++2e=Cu
A; (-) Zn/ZnSO4,║, CuSO4 (+); K
Опыт №2.
Определение ЭДС
концентрационного
Из 10 мл 0,05 М раствора сульфата меди (II) и 40 мл воды приготовлено 50 мл 0,01 М раствора сульфата меди (II). В качестве второго раствора взят приготовленный в первом опыте 0,1 М раствор сульфата меди (II). Из этих двух растворов собран гальванический элемент с медными электродами.
φ1 Cu = 0,34 + 0,059/2 * lg(0,43 * 0,01) = 0,027 B
φ2 Cu = 0,29 B (из первого опыта)
ЭДС = 0,02 В
Сu / 0,01 М СuSO4 // 0,1 M CuSO4 / Cu
Cu0 – 2e = Cu2+
Cu2+ + 2e = Cu0
Вывод: Работа концентрационного гальванического элемента возможна до тех пор, пока, в процессе работы, не растворится электрод анода, или же, если электрод достаточно большой, до выравнивания концентраций в растворах.
Вывод: Определили ЭДС биметаллического (медно-цинкового) гальванического элемента, определили ЭДС концентрационного гальванического элемента.
Информация о работе Лабораторные работы по "Неорганической химии"