К лабораторному ЗАНЯТИЮ № 22

 

ТЕМА:

Электроды. Гальванические элементы и потен­цио­метрия. Ионометрия. Прямое потенциометри­чес­кое определение концентрации ионов натрия в растворе (лабораторная работа)

 

Литература для подготовки:

Лекция № 5; [1] – С. 177–183, 186–188, 192–203; [3] – С. 4–9.

Базисные вопросы:

1. Электроды и электродные потенциалы. Электроды первого рода (металлические, водородный), электроды второго рода (хлоридсеребряный), окислительно-восстановительные электроды (хингидронный). Электрохимическая схема записи, уравнение Нернста – Петерса для расчета электродных потенциалов.

2. Гальванические элементы: химические и концентрационные. Принцип действия, электрохимическая схема записи. Р а с ч е т электродвижущей силы (ЭДС) гальванических элементов.

3. Потенциометрия. Электроды определения и сравнения. Выбор электродов определения и сравнения для конкретной потенциометрической задачи. Стеклянный электрод. Потен­циометрическое измерение рН раствора (биологической жидкости).

4. Ионоселективные электроды. Ионометрия. Применение метода в медицинской практике для определения активной концентрации ионов в биологических средах.

5. Выполнение лабораторной работы «Прямое потен­циометри­чес­кое определение концентрации ионов натрия в раст­воре».

ПРИЛОЖЕНИЕ № 22

Примечание. Растворы, указанные в задачах, водные и рассматриваются при 25 ⁰С.

Часть А

1. Цинковая пластинка погружена в раствор сульфата цинка с концентрацией 4·10^-2 моль/л. К какому типу электродов относится данная система? Приведите электрохимическую схему записи электрода и рассчитайте его потенциал.

Ответ: - 0,80 В.

2. Приведите электрохимическую схему записи хлоридсеребряного электрода. Вычислите потенциал хлоридсеребряного электрода, заполненного 10^-2 М раствором хлорида калия.

Ответ: 0,34 В.

3. Платиновую пластину погрузили в раствор, содержащий перманганат калия (0,1 М), сульфат марганца (0,1 М) и серную кислоту (0,05 М). К какому типу электродов относится данная система? Составьте электрохимическую схему записи электрода и рассчитайте его потенциал.

Ответ: 1,42 В.

4. По какому признаку классифицируются:

а) гальванические элементы – на химические и концентрационные;

б) электроды – на электроды определения и сравнения?

5. Гальванический элемент составлен из медного электрода, погруженного в 10^–2 М раствор сульфата меди, и цинкового электрода, погруженного в 10^–3 М раствор сульфата цинка. Приведите электрохимическую схему записи элемента, напишите электродные процессы и окислительно-восстановительную реакцию, протекающую при самопроизвольной работе элемента. Рассчитайте его ЭДС.

Ответ: 1,13 В.

6. Выведите уравнение зависимости ЭДС гальванического элемента, составленного из натрий-селективного и насыщенного хлоридсеребряного электродов от концентрации ионов натрия в растворе.

Часть Б

1. Почему применение хингидронного электрода в качестве электрода определения ограничено значением рН исследуемого раствора?

2. Рассчитайте потенциал хингидронного электрода в

0,1 М растворах: а) НСl; б) NaCl.

Ответ: а) 0,64 В; б) 0,29 В.

3. ЭДС гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов, погруженных, соответственно, один – в раствор хлороводорода с концентрацией 10^-2 моль/л, другой – в мочу, равняется 354 мВ. Рассчитайте кислотность (рН) мочи. Приведите электрохимическую схему записи элемента.

Ответ: 8,0.

4. Для определения рН желчи из желчного пузыря была составлена цепь из водородного и насыщенного хлоридсеребряного электродов. ЭДС данной цепи оказалась равной 0,577 В. Определите кислотность (рН) желчи.

Ответ: 6,4.

5. Вычислите активную концентрацию ионов натрия в исследуемом растворе, если ЭДС гальванического элемента с натрий-селективным электродом, погруженным в этот раствор, составила 360 мВ при постоянной данного гальванического элемента (Е⁰) 478 мВ.

Ответ: 10^-^2 моль/л.

6. Активная концентрация хлорид-ионов в моче равна 2·10^-2 моль/л. Определите ЭДС гальванического элемента с хлорид-селективным электродом, погруженным в исследуемый образец мочи, если постоянная данного гальванического элемента (Е⁰) составляет 253 мВ.

Ответ: 353 мВ.

 

ПЛАН ПОДГОТОВКИ