- •Міністерство освіти і науки україни
- •Техніка безпеки в хімічній лабораторії
- •Обов’язки студента, який виконує лабораторні роботи
- •Рекомендована література:
- •Лабораторнаробота №1 Визначенняметала за молярноюмасоюйогоеквівалента
- •Згадайте основні класи хімічних сполук:
- •Щоб виконати роботу, Ви повинні знати:
- •Завдання для самостійної роботи:
- •Висновки і місце для домашніх задач:
- •Запитання для самоконтролю
- •Обчислення теплових ефектів хімічних реакцій за наслідком закону Гесса.
- •Це треба вивчити!
- •1. II-й закон термодинаміки: .
- •Запитання для самоконтролю
- •Завдання для самостійної роботи
- •Лабораторна робота №3
- •Характеристики слабких електролітів і рН:
- •Дайте відповіді на запитання:
- •Завдання для самостійної роботи: Написати рівняння реакцій в молекулярній і йонній формі
- •Лабораторнаробота №4 Електронні структури атомів і йонів
- •Щоб виконати роботу, Ви повинні знати!
- •Це необхідно знати!
- •Запитання для самоконтролю
- •Лабораторна робота №5 «Гальванічні елементи»
- •Щоб виконати роботу, Ви повинні знати:
- •Дайте відповіді на запитання
- •Завдання для самостійної роботи:
- •Лабораторна робота №6 Корозія і захист металів
- •Щоб виконати роботу, Ви повинні знати!
- •Завдання для самостійної роботи:
- •Дайте відповіді на запитання:
- •Особливо коли працюєте з розведеною h2so4 , розчинами k3[Fe(cn)6] і k4[Fe(cn)6]
- •Лабораторна робота № Електроліз
- •Щоб виконати роботу, Ви повинні знати!
- •Дайте відповіді на запитання:
- •Завдання для самостійної роботи
- •Навчальне видання
Лабораторна робота №5 «Гальванічні елементи»
Мета роботи: вивчити хімізм процесів, які відбуваються під час роботи гальванічних елементів (ГЕ)
Щоб виконати роботу, Ви повинні знати:
Анод (А) – це електрод, на якому відбувається процес окиснення, тобто відщеплення електронів. З двох різних металів анодом завжди буде той, у якого значення відносного стандартного електродного потенціалу буде меншим (метал, який стоїть ближче до початку в ряду напруг металів).
Катод (К) – це електрод, на якому відбувається процес відновлення, тобто приєднання електронів.
У випадках, коли концентрація розчину солі металу не дорівнює 1 моль/л, необхідно використовувати рівняння Нернста для
розрахунку потенціала електроду.
=CMen+, тут –концентрація розчину солі
4. ЕРС елемента розраховується за формулою:ЕРС = ∆Е =
Наприклад:
Задача: Гальванічний елемент складається з металічного нікелю, зануреного в 0,1М розчин Нікель (ІІ) сульфату та металічного свинцю, зануреного в 0,01М розчин Плюмбум (ІІ) нітрату. Обчисліть ЕРС гальванічного елемента, напишіть рівняння напівреакцій електродних процесів.
Розв’язування:
1. За умовою задачі концентрація солі, в яку занурений нікелевий електрод, ≠1моль/л, тому необхідно розрахувати потенціал Ni- електроду згідно з рівнянням Нернста: =
== -0,25 + 0,03(-1) = - 0,28B
[Pb2+]≠1моль/л, тому необхідно розрахувати потенціал Pb-електрода за рівнянням Нернста.
=
Анодом буде метал з меншим значенням Е.
Потенціал Ni-електрода <потенціала Pb-електрода, томуNi-електрод – анод.
4. Запишіть схему ГЕ:
(А-) (K+)
5. Запишіть процеси, що відбуваються на електродах:
A: (Анод – відщеплення електронів)
K: (Катод – приєднання електронів)
_________________
Ni0 + Pb2+ = Ni2+ + Pb0
Ni + Pb(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Pb
6. ЕРС = ЕК – ЕА = -0,19 – (-0,28) = 0,09 В
ЕРС > 0 => Гальванічний елемент працює.
Література:
[1] с. 63-76; [2] с. 227-239; [3] с. 182-197; [4] с. 182-192; [5] с. 156-161
Дайте відповіді на запитання
Що вивчає «електрохімія»?
Визначіть поняття «гальванічний елемент».
Визначить поняття «Анод».
Визначить поняття «Катод».
Що називається електрорушійною силою елемента (ЕРС)?
Запишіть вираз рівняння Нернста. У яких випадках його необхідно використовувати?
Завдання для самостійної роботи:
Складіть схеми двох гальванічних елементів, у одному з яких мідь буде катодом, а в іншому – анодом. Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються під час роботи цих гальванічних елементів.
Як зміниться ЕРС гальванічного елемента : (А-) Pb | Pb2+ || Ag+ | Ag (К+), якщо до розчину солі Плюмбуму добавили сірководень (Н2S). Відповідь обґрунтуйте.
Чи буде працювати ГЕ, складений з нікелевого електрода, зануреного в розчин NiSO4з концентрацією 0,01 моль/л і стандартного залізного електрода?
Самостійно вирішити задачі № 654, 658, 660, 661 [5. с. 162]
Виконайте роботу та заповніть лабораторний журнал:
Дотримуйтесь правил техніки безпеки! ! (стор5)
№ |
Змістроботи |
Рівняння реакцій, спостереження, розрахунки |
1
|
Дослід 1 Вимірювання ЕРС елемента Даніеля-Якобі Складіть гальванічний елемент: залийте у стаканчики з електродами одномолярні розчини CuSO4іZnSO4, у розчини опустіть електроди.Розчини з’єднайте електролітичним ключем (трубкою, заповненою електролітом). Запишіть показання вольтметра, тобто ЕРС практичну( ЕРСпр.). Ррозрахуйте ЕРС теоретичну і порівняйте з практичною. Алгоритм: 1.Виберітьанод. 2.Складіть схему ГЕ. 3.Напишіть рівняння процесів, що відбуваються на аноді та на катоді під час роботи ГЕ. 4.Розрахуйте теоретичне значення ЕРСтеор. 5.Запишіть ЕРСпр. 6.Знайдіть похибку досліду, ε%
|
1.Вибір аноду: = -0.76B менш, ніж =>Zn – анод 2. Схема ГЕ: (A-) Zn ZnSО4 CuSО4 Cu (K+) 1М 1М 3.Процеси: А: Zn0 Zn2+ 2 1 K: Cu+2 Cu0 2 1
Zn + CuSO4 = Cu0 + ZnSO4
4.ЕРСтеор.= =0.34 – (-0.76)=1.1В
5 ЕРСпр.=
6.ε %=
|
2 |
Дослід 2 Вимірювання ЕРС елемента Вольта Складіть ГЕВольта:залийте в стаканчики з електродамиH2SO4.Розчини з’єднайте електролітичним ключом.Запишіть ЕРСпр. (показання вольтметра).
Алгоритм:
1.Визначте анод. 2.Складіть схему ГЕ. 3.Напишіть схеми процесів, що відбуваються на аноді та катоді. 4.Розрахуйте теоретичне значення ЕРСтеор. 5.Запишіть ЕРСпр. 6.Знайдіть похибку досліду, ε%
|
1.Виберітьанод:
2.Схема ГЕ:
3.Процеси: А:
К:
4.ЕРСтеор..=
5.ЕРСпр.=
6. ε %= (дивись дослід 1)
| |||||||||||||||||||
3 |
Дослід 3 Вплив концентрації розчинів електролітів на ЕРС ГЕ Cкладіть мідно-цинковий ГЕ (елемент Даніеля - Якобі).Заливайте в стаканчики CuSO4 і ZnSO4 різної концентрації за вказівкою викладача (табл.5, с.45). Розчини з’єднуйте електролітичним ключем і заміряйте ЕРСпр. Розрахуйте рівноважні потенціали Е за формулою Нернста. Обчисліть ЕРСтеор., порівняйте її з практичною. Складіть схему ГЕ, напишіть рівняння реакцій
Таблиця 5.ЗАВДАННЯ СТУДЕНТАМ
Алгоритм:
№ варіанта Концентраціярозчину солі
Купрум [Cu+2]моль/л Концентрація
розчину соліЦинку [Zn+2]моль/л
1 0,1 0,01 2 0,01 0,1 3 0,1 0,1 4 0,01 0,01 5 1 0,01 1.Розрахуйте значення потенціалудляZn-електродаза рівнянням Нернста. 2 Розрахуйте значення потенціалудляCu-електродаза рівнянням Нернста. 3. Виберітьанод 4. Складітьсхему ГЕ 5. Напишіть схеми процесів, що відбуваються на аноді та на катоді під час роботи ГЕ. 6. Розрахуйте ЕРСтеор. 7. Запишіть ЕРСпр.. 8. Знайдіть похибку досліду (експерименту) ε %
|
1. Разрахуйте потенціали електродів:
1.1 Zn- електрод: =
1.2 Cu- електрод:
2. Який електрод будеанодом?
3. Схема ГЕ:
4. Процеси: А:
К:
5.ЕРСтеор.=
6. ЕРС пр..=
7. ε%= (дивись дослід 1)
|
Висновки і місце для домашніх задач:
Оцінка____________ Число____________ Підпис викладача______________