Головна

Методичні вказівки до лабораторних робіт

  1.  IV. ОРГАНІЗАЦІЙНО - МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
  2.  VIII. Методичні рекомендації щодо вивчення курсу
  3.  Види СРС і вказівки щодо її виконання
  4.  ВИСНОВКИ ТА МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
  5.  ВИСНОВКИ ТА МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
  6.  Виконується відповідно до вказівок священних писань
  7.  Г) Навчально-методичні матеріали та посібники

Мета роботи: ознайомлення з процесами, що протікають на електродах при електролізі водних розчинів електролітів.

електролізом називають процеси, що відбуваються на електродах під впливом електричного струму, що подається від зовнішнього джерела. При електролізі відбувається перетворення електричної енергії в хімічну. Електроліз проводиться в електролізерах, основними складовими частинами яких є два електроди і іонний провідник (електроліт) між ними. На негативному електроді електролізера (катоді) відбувається процес відновлення, на позитивних пластинах (аноді) окислення. На катоді в першу чергу йдуть процеси, що характеризуються найбільш позитивним потенціалом, т. Е. В першу чергу реагують сильні окислювачі. На аноді в першу чергу йдуть процеси, що характеризуються найбільш негативним потенціалом, т. Е. В першу чергу реагують сильні відновники. Деякі аноди при електролізі не розчиняються через позитивного значення їх рівноважного потенціалу або утворення на поверхні захисних ленок. Прикладами таких анодів можуть бути платинові метали, графіт, титан, тантал. В цьому випадку відбувається електроліз з нерозчинним анодом.

Якщо потенціали двох або декількох електродних реакцій рівні, то ці реакції протікають на електроді одночасно. При цьому минуле через електрод електрику витрачається на всі ці реакції. Частка кількості електрики, що витрачається на перетворення одного з речовин (Вj), Називається виходом за струмом цієї речовини:

Вj= Qj100 / Q,

де: Qj - Кількість електріческтва, витрачений на перетворення речовини; Q - загальна кількість електрики, що пройшов через розчин.

Теоретичне співвідношення між кількістю минулого електрики і кількістю речовини, окисленого або відновленого на електроді, визначається законом Фарадея, згідно з яким при проходженні через електрод одного Фарадея електрики (F = 96500 Кл = 26,8 А'ч) на ньому окислюється і відновлюється 1 моль еквівалентів речовини. Наприклад, якщо через електрод проходить 26,8 А'ч електрики, то теоретично на електроді повинен виділиться 2 моль еквівалентів міді (63,54 / 2 = 31,77 г) по реакції:

Cu2+ + 2e ? Cu0

або 1 моль еквівалентів кисню (32/4 = 8 г) Або ? моль т. е. 5,6 л. кисню по реакції:

4OH- - 4e ? O2 + 2H2O

Напруга електролізера складається з різниці рівноважних потенціалів електродів (ЕРС), поляризація катода і анода DE і омічного падіння в провідниках першого і другого роду I '(r1 + r2)

U = EЭ + DE + I '(r1 + r2)

Електроліз з нерозчинним анодом.

Електроліз з нерозчинним анодом проводиться в приладі, що складається і U - образної трубки і двох вугільних електродів. Електроди закріплюються за допомогою пробок. Джерелом струму служить випрямляч (необхідна напруга 12 В).

Досвід 1. Електроліз розчину сульфату міді (CuSO4).

Налийте в U - образну трубку 5% розчин сульфату міді (II). Вставте в обидва коліна трубки вугільні електроди. Приєднайте електроди до джерела постійного струму і пропускайте струм протягом 5-10 хв. потім вимкніть струм. Розгляньте катод і переконайтеся, що на ньому виділилася мідь. Складіть схему електролізу і рівняння реакції, що протікають на електродах.

Дослід 2. Електроліз розчину сульфату натрію (Na2SO4).

В U - образну трубку налийте 5% розчину сульфату натрію, до якого додано декілька крапель метилоранжа. Занурте в трубку електроди. Увімкніть струм і пропускайте його протягом 5-10 хв. спостерігайте виділення бульбашок газу на електродах і зміна забарвлення розчину. Складіть схему електролізу і рівняння реакції, що протікають на електродах.

Досвід 3. Електроліз розчину йодиду калію (KI).

Налийте в U - образну трубку 5% розчин йодиду калію, до якого додано 3-4 краплі розчину фенолфталеїну. Вставте в обидва коліна трубки вугільні електроди. Увімкніть струм і пропускайте його протягом 5-10 хв. спостерігайте виділення бульбашок газу і фарбування розчину у катода.

З анодного простору візьміть піпеткою 2-3 краплі розчину, перенесіть їх в пробірку і розбавте дистильованою водою до слабо жовтого забарвлення. В пробірку додайте 2-3 краплі розчину крохмалю. Що спостерігається?

Складіть схему електролізу і рівняння реакції, що протікають на електродах.

Контрольні питання і завдання.

1. що називається електролізом?

2. які фактори впливають на напругу електролізера?

3. яка послідовність електродних процесів катоді електролізера?

4. яка послідовність електродних процесів аноді електролізера?

5. у воді розчинені солі алюмінію, цинку і міді з активністю катіонів 1 моль / л, рН розчину 3. Вкажіть послідовність реакцій на катоді.

6. що таке вихід по струму і від яких чинників він залежить?

7. розгляньте електродні процеси на прикладах електролізу водних розчинів нітрату натрію і, хлориду калію з нерозчинними анодами.

8. розгляньте електродні процеси на прикладах електролізу водного розчину сульфату міді з мідним анодом і електролізу водного розчину сульфату цинку: а) з цинковим анодом; б) з нерозчинним анодом.

9. розрахуйте струм в ланцюзі і масу речовини, яке піддавалося розкладанню при електролізі водного розчину сульфату калію з нерозчинним анодом, якщо на катоді виділилося 0,224 л водню, виміряного при нормальних умовах. Час електролізу 1 годину. Відповідь: 0,536 А; 0,18г.

10. розрахуйте струм в ланцюзі і масу речовини, яке піддавалося розкладанню при електролізі водного розчину сульфату калію з нікелевим анодом, а також вихід кисню по току, якщо на катоді виділилося 0,448 л водню, а на аноді 0,14 л кисню, виміряних при нормальних умовах. Час електролізу 1 годину. Відповідь: 1,072 А; 0,36г; 63%.

11. при електролізі водного розчину сульфату цинку з нерозчинним анодом на катоді виділилося 0,56 л водню, виміряного при нормальних умовах. Час електролізу 1 годину, ток 2,68 А. Визначте вихід за струмом водню і цинку. Відповідь: 50%

12. при електролізі водного розчину сульфату цинку з нерозчинними електродами на катоді протягом 2 годин виділилося 0,235 г цинку. Струм в ланцюзі 1,34 А. Розрахуйте вихід цинку по струму. Відповідь: 50%

хімія

Методичні вказівки до лабораторних робіт

Северодвинск

УДК 546 (076.1)

Філія «Севмашвтуз» державної установи вищої професійної освіти «Санкт Петербурзький державний морський технічний університет» в м Северодвінську

Білозьорова Т. і. хімія

Методичні вказівки до лабораторних робіт

Северодвинск: РІО Севмашвтуз, 2011 -

Відповідальний редактор: ст. викладач кафедри «Інженерний захист навколишнього середовища» Т. е. Бойкова.

Рецензенти: доцент, к. Т. Н. кафедри «Інженерний захист навколишнього середовища» Е. а. Камишева; інженер - технолог, уповноважений з охорони навколишнього середовища цеху 50 М. в. Холмачіхіна.

Методичні вказівки до лабораторних робіт призначені для студентів інженерно-технічних (нехимических) спеціальностей.

Севмашвтуз, 2011 р

зміст

1. Введення... ... 4

2. Охорона праці в лабораторії хімії ... 5

3. Заходи безпеки і правила поведінки в лабораторіях хімії ... ... 5

4. Підготовка хімічних дослідів ... .5

5. Проведення хімічного досвіду ... 5

6. Загальні вимоги до поведінки студентів в лабораторії хіміі..6

7. Робота з речовинами і розчинами ... 6

8. Звернення з нагрівальними приладами, нагрівання ... 7

9. Роботи після закінчення хімічних дослідів ... 7

10. Перша допомога при ушкодженнях, викликаних хімікатами, і при ожогах...8

11. Лабораторна робота № 1. тепловий ефект хімічних реакций...9

12. Лабораторна робота № 2. залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин і температури ... 14

13. Лабораторна робота № 3. приготування розчинів різних концентраций...19

14. Лабораторна робота № 4. електроліз розчинів ... 23

15. Лабораторна робота № 5. корозія металів і сплавів і методи захисту металів від корозії ... ... 29

16. Лабораторна робота № 6 Основні класи неорганічних соединений...35

17. Лабораторна робота № 7 Очищення стічних вод ... 44

18. Список літератури ... ... 49




 Охорона праці в лабораторії хімії |  Загальні вимоги до поведінки студентів в лабораторії хімії |  Робота з речовинами і розчинами |  при опіках |  ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ І ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ДОСВІДУ. |  ПОНЯТТЯ Про ШВИДКОСТІ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ. |  Вплив концентрації реагуючих речовин. |  Приклади розв'язання задач. |  ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ І ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ДОСВІДУ |  Масова частка розчиненої речовини (w) |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати