7750

1. О скорости растворения (коррозии) цинка в соляной кислоте удобно судить по количеству водорода, выделяющегося в единицу времени. Реакцию проводят в приборе, схема которого приведена на рис.7.

Рис.7. Схема установки для определения скорости коррозии металлов

1.Реакционный сосуд. 2. Трубка с резиновым шлангом. 3. Мерная бюретка. 4. Ёмкость с водой. 5. Кран.

Опыт №1 1. В малое колено реакционного сосуда (1) поместите одну гранулу

металлического цинка.

2.В большое колено реакционного сосуда (1) поместите 15мл раствора 15% соляной кислоты, вливая её осторожно по стенке сосуда.

4. Удерживая реакционный сосуд вертикально, закройте его пробкой с газоотводной трубкой (2).

5.Наденьте на носик крана (5) резиновую грушу в сжатом виде и поднимите уровень воды в бюретке до нулевого уровня. При необходимости повторите операцию несколько раз.

6. Наклоните реакционный сосуд и сбросьте цинк в кислоту.

7.Наблюдайте начало реакции, при проскоке первого пузырька водорода в бюретке включите секундомер.

8.В течение 3 минут каждые 30 секунд отмечайте уровень воды в бюретке с точностью до десятых миллилитра, данные запишите в таблицу.

Опыт №2

1.Откройте реакционный сосуд, вынув резиновую пробку. Поместите в реакционный сосуд несколько капель раствора соли меди или кусочек металлической меди.

2.В случае металлической меди: аккуратно перелейте кислоту в большое колено реакционного сосуда, а цинковую гранулу оставьте в малом колене. В малое колено к цинку поместите кусочек металлической меди.

3.Наденьте на носик крана резиновую грушу в сжатом виде и поднимите уровень воды в бюретке до нулевого уровня (как в предыдущем опыте).

4.Удерживая реакционный сосуд вертикально, закройте его пробкой.

5.Перелейте кислоту большого колена к металлическим пластинкам. Внимательно: в ходе опыта цинк должен всегда находиться на поверхности

меди! (это достигается встряхиванием реакционного сосуда)

5.Наблюдайте начало реакции, при проскоке первого пузырька водорода в бюретке включите секундомер.

6.В течение 3 минут каждые 30 секунд отмечайте уровень воды в бюретке с точностью до десятых миллилитра, данные запишите в таблицу.

7.По данным опытов 1 и 2 постройте графики зависимости объёма выделившегося водорода от времени.

8.Рассчитайте значения скоростей выделения водорода (W, мл/мин). Рассчитайте значения скоростей растворения цинка (W, г/мин).

9.Рассчитайте, во сколько раз отличаются значения скоростей коррозии цинка в первом и во втором опытах.

10.Запишите вывод.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.В чем принципиальное отличие видов электрохимических процессов друг от друга?

2.Составьте схемы двух гальванических элементов: в одном из которых стандартный медный электрод был бы анодом, а в другом - катодом. Запишите уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Рассчитайте значения ЭДС гальванических элементов.

3.Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном их которых олово служило бы катодом, а в другом – анодом. Напишите уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов, и вычислите ЭДС.

4.Рассчитайте ЭДС гальванических элементов; запишите уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде; составьте уравнение токообразующей реакции:

a)Fe│ FeCl2(р-р), 1М ║ CuCl2(р-р), 1М │ Cu

б) Zn│ Zn(NO3)2(р-р), 0,01М ║ Cu(NO3)2(р-р), 0,01М │Cu

в) Mg│ MgCl2(р-р),0,001М ║ ZnCl2(р-р), 0,1М │ Zn

5.Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, состоящего из железного и серебряного электродов, погружённых в 0,1М растворы их нитратов.

6.Какой из предложенных металлических электродов: серебряный (φ 0 = +0,80 B), медный (φ0 = +0,34 В), никелевый (φ0 = –0,25 В), марганцевый (φ0 = –

1,18 В) − необходимо использовать, для достижения наибольшего значения ЭДС гальванического элемента, одним из электродов которого является стандартный цинковый электрод (φ0 = –0,76 B)?

7.При каком из приведенных значений концентрации ионов меди в растворе:0,001 моль∕л, 0,01 моль∕л, 0,1 моль∕л , 2 моль∕л - ЭДС медного концентрационного гальванического элемента будет иметь наибольшее значение, если один из электродов стандартный?

8.В каком случае железное изделие при нарушении целостности покрытия во влажной атмосфере будет разрушаться быстрее, если металлом покрытия

является 1) алюминий, 2) олово, 3) цинк, 4) магний?

9.В каком случае кислотная коррозия железа протекает интенсивнее: 1) чистое железо; 2) железо, частично покрытое медью; 3) железо, частично покрытое цинком; 4) железо, частично покрытое алюминием?

10.Запишите уравнения процессов, протекающих при электролизе расплава хлорида кальция с инертными электродами .

11.Запишите уравнения процессов, протекающих при электролизе водного раствора сульфата натрия а) с инертными электродами; б) с медными электродами.

12.Запишите уравнения процессов, протекающих при электролизе водного раствора бромида меди с инертными электродами.

13.Рассчитайте массу серебра, выделяющегося на катоде при прохождении через раствор нитрата серебра количества электричества величиной 48250 Кл

(F=96500 Кл/моль).

14.При электролизе раствора хлорида меди (II) на катоде выделилось 12,7 г меди. Рассчитайте объём газа (н.у.), выделившегося на аноде.

15.Вычислите время, необходимое для полного выделения хлора, содержащегося в 1 литре 1Н раствора КCl в процессе электролиза с силой тока

10А.

16.В результате электролиза с инертными электродами водного раствора

какой из приведенных солей: Cu(NO3)2 ; CuCl2; Na2SO4; NaCl - значение рН раствора увеличивается?

17.Докажите, что фторид-ион в растворе или расплаве нельзя окислить ни одним из известных реагентов-окислителей.

18.Приведите схему двойного электрического слоя, возникающего в системе: металл – раствор соли металла.

19.Рассчитайте окислительно-восстановительный потенциал (В) марганцевого электрода Mn2+/Mn при концентрации соли, равной 0,005М, Т=298 К.

20.Вычислите потенциал водородного электрода погруженного в чистую воду; в раствор с рН=3,5.

21.Составьте электронные уравнения реакций, протекающих на угольных

электродах при электролизе расплава сульфата натрия. Определите, какие продукты выделяются на электродах.

ЛИТЕРАТУРА

1.Глинка, Н.Л. Общая химия: учебник для вузов / Н.Л.Глинка. Л.:Химия, 2000.

– 704 с.

2.Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии /Н.Л.Глинка; под ред.

В.А.Рабинович. М.: Интграл-пресс, 2003. – 240 с.

3. Кузьменко, Н.Е. Начала химии: учебное пособие /Н.Е.Кузьменко,

В.В.Еремин, В.А.Попков. М.: Экзамен, 2004. – 383 с.

4. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов / Н.С.

Ахметов. М., Высшая школа, 2001. –743 с.

5.Коровин, Н.В. Общая химия: Учебник для технических направлений и специальных вузов / Н.В. Коровин. М.: Высшая школа, 2010. – 557 с.

6.Коржуков, Н. Г. Общая и неорганическая химия /Н.Г.Коржуков; под ред. В.

И. Деляна. М.: МИСИС: ИНФРА - М, 2004. – 512 с.

7. Яблоков, В.А. Химия. Теоретические основы курса: учебное пособие /В.А.

Яблоков. Н.Новгород: ННГАСУ, 2009. – 148 с.

Захарова Ольга Михайловна

Васина Янина Александровна

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ, подготовке к лекциям, практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Химия» для обучающихся по направлению подготовки

21.03.02 Землеустройство и кадастры, профиль Кадастр недвижимости

______________________________________________________________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru