Контрольні запитання

1. Дайте визначення окисно-відновним реакціям.

2. Що в окисно-відновник реакціях є окисником та відновником?

3. Назвіть типи окисно-відновник реакцій.

4. Методом електронного балансу підберіть коефіцієнти в схемах окисно-відновних реакцій:

1. KClO₃ + KI + H₂SO₄ → KCl + I₂ + K₂SO₄ + H₂O

2. KMnO₄ + NO + H₂O → MnO₂ + NO₂ + KOH

3. K₂Cr₂O₇ + (NH₄)₂S + H₂O → Cr(OH)₃ + S + NH₃ + KOH

4. Bi₂S₃ + HNO₃ → Bi(NO₃)₃ + NO + S + H₂O

7 Хімічні джерела струму Теоретична частина

Хімічні джерела струму (ХДС) – це такі пристрої, в яких при протіканні хімічних реакцій утворюється струм. Ці пристрої бувають 3-х типів: одноразової дії, багатократної дії, безперервної дії.

В результаті взаємодії метал-розчин електроліту, метал набуває електричний заряд; на межі виникає подвійний електричний шар і виникає різниця ел. потенціалів.

(7.1)

рівноважний електродний потенціал;

стандартний електродний потенціал;

R – газова постійна; R=8,31

Т – температура по Кельвіну;

n – ступінь окислення металу (електрони);

F – число Фарадея; F=96500 кл.

Катод – електрод, на якому відбувається процес відновлення.

Анод – електрод, на якому відбувається процес окислення.

(7.2)

эл. потенціал катода.

эл. потенціал анода.

Лабораторна робота № 9 Хімічні джерела струму (гальванічні елементи)

Правила техніки безпеки: дотримуватися загальних правил безпеки при роботі в хімічних лабораторіях.

Необхідні прилади і реактиви: 2 стаканчика, цинкова пластинка, мідна пластинка, електролітичний місток, гальванометр, 1М розчини сульфату цинку та сульфату міді, 0,01М розчин сульфату цинку.

Виконання дослідів

Дослід1. Складання мідно-цинкового гальванічного елементу

Занурити цинкову пластинку в стаканчик з 1М раствором сульфату цинку, а мідну пластинку в стаканчик з 1М розчином сульфату міді. З'єднати розчини електролітним містком, а до пластинок підключити гальванометр. Спостерігати відхилення стрілки гальванометра, яке обумовлене виникненням електричного струму унаслідок різних значень стандартних електродных потенціалів електродів.

Zn (анод) Cu (катод)

ZnSO₄ CuSO₄

1–микростаканчики; 2 – електролитичний місток;

3 – гальванометр.

Рисунок 7.1 – Схема гальванічного елементу

Зміряти е.д.с. гальванічного елементу. Розімкнути ланцюг.

Скласти схему гальванічного елементу. Зробити малюнок приладу. Написати рівняння хімічних реакцій, що протікають на електродах, і сумарне рівняння хімічної реакції, в результаті якої виникає електричний струм. Порівняти теоретичне значення е.д.с. гальванічного елементу з практичним. Пояснити причину відмінності цих значень.

Дослід 2. Складання концентраційного гальванічного елементу.

Наповнити стаканчики розчинами сульфату цинку різної концентрації: перший – розчином концентрації 1 моль/л, другий- 0,01моль/л. З'єднати стаканчики електролітним містком. Занурити в кожен стаканчик цинкові електроди і з'єднати їх дротом з гальванометром.

Чи відхиляється стрілка гальванометра?

Користуючись таблицею 7.1 Стандартних електродних потенціалів і рівнянням Нернста, обчислити потенціал кожного електроду.

Таблиця 7.1 - Стандартні потенциали металевих електродів

Электрод	Электродна реакція	E0, B
Li+/Li	Li+ + e = Li	-3,045
Rb+/Rb	Rb+ + e = Rb	-2,925
K+/K	K+ + e = K	-2,925
Cs+/Cs	Cs+ + e = Cs	-2,923
Ba2+/Ba	Ba2+ + 2e = Ba	-2,906
Ca2+/Ca	Ca2+ + 2e = Ca	-2,866
Na+/Na	Na+ + e = Na	-2,714
Mg2+/Mg	Mg2+ + 2e = Mg	-2,363
Be2+/Be	Be2+ + 2e = Be	-1,847
Al3+/Al	A13+ + 3e = Al	-1,662
Ti2+/Ti	Ti2++2e=Ti	-1,628
V2+/V	V2++2e=V	-1,186
Mn2+/Mn	Mn2++2e=Mn	-1,180
Cr2+/Cr	Cr2+ + 2e = Cr	-0,913
Zn2+/Zn	Zn2++2e=Zn	-0,763
Cr3+/Cr	Cr3++3e=Cr	-0,744
Fe2+/Fe	Fe2+ + 2e = Fe	-0,440
Cd2+/Cd	Cd2++2e=Cd	-0,403
Co2+/Co	Co2+ + 2e = Co	-0,277
Ni2+/Ni	Ni2++2e=Ni	-0,250

Продовження таблиці 7.1

Электрод	Электродна реакція	E0, B
Sn2+/Sn	Sn2+ + 2e = Sn	-0,136
Pb2+/Pb	Pb2++2e=Pb	-0,126
Fe3+/Fe	Fe3++3e=Fe	-0,036
H+/H2	H+ + e = ½H2	+0,000
Cu2+/Cu	Cu2++2e=Cu	+0,337
Cu+/Cu	Cu++e=Cu	+0,521
Ag+/Ag	Ag++e=Ag	+0,799
Hg2+/Hg	Hg2++2e=Hg	+0,854
Pd2+/Pd	Pd2+ + 2e= Pd	+0,987
Pt2+/Pt	Pt2+ + 2e = Pt	+1,190
Au3+/Au	Au3+ + 3e = Au	+1,498
Au+/Au	Au++e=Au	+1,691