Дослід 6. Складання гальванічних елементів

 

Ni | NiSO₄ || CuSO₄ | Сu Zn | Zn SO₄ || CuSO₄ | Сu

Cd | CdSO₄ || CuSO₄ | Сu Zn | ZnSO₄ || NiSO₄ | Ni.

 

В склянки налийте відповідні розчини солей металів і закрийте їх кришкою, в яку вставте електроди і електролітичний місток. Кожний електрод занурте у розчин своєї солі. Електроди підключіть до вольтметра і визначте його показання. Запишіть рівняння анодного і катодного процесів і розрахуйте значення ЕРС, використовуючи таблицю стандартних електродних потенціалів (додаток 8). Порівняйте теоретичне значення ЕРС з експериментальним. Запишіть рівняння електродних процесів для інших гальванічних елементів, розрахуйте ЕРС. Заповніть таблицю 4.1.

 

Таблиця 4.1

Значення стандартних електродних потенціалів, В	Схема гальванічного елементу	Значення ЕРС	Похибка, %
аноду	катоду	теоретичне	практичне

Завдання для самоконтролю до теми

"Гальванічні елементи"

1. Що називається гальванічним елементом?

2. За яким принципом записують схему гальванічного елемента?

3. Що називається стандартним електродним потенціалом?

4. Як обчислити електродний потенціал металевого електроду?

5. Який електрод у гальванічному елементі є анодом і які реакції на ньому протікають?

6. Як обчислити електрорушійну силу (ЕРС) гальванічного елемента?

7. Складіть рівняння реакції за схемою гальванічного елемента:

а) Zn| ZnSO₄ || CdSO₄| Cd; в) Ni| NiSO₄ || CuSO₄| Cu;

б) Al| Al₂(SO₄)₃ || CuSO₄| Cu; г) Cr| CrSO₄ || AgNO₃| Ag.

8. Складіть схеми двох гальванічних елементів, в одному з яких мідь була би катодом, а в іншому – анодом. Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються при роботі цих елементів, і обчисліть значення ЕРС.

9. Обчисліть електродні потенціали кадмію в розчині його солі з концентраціями: 0,1; 0,01 і 0,001 моль/л.

10. З указаних металів запропонуйте гальванічний елемент із максимальною ЕРС:

а) запишіть процеси, які відбуваються на електродах; б) обчисліть значення ЕРС за стандартних умов;

в) обчисліть значення ЕРС при умові, якщо анод занурений у розчин із молярною концентрацією солі 0,01 моль/л, а катод – у розчин із молярною концентрацією солі 0,001 моль/л.

 

№	Метали	№	Метали	№	Метали	№	Метали
	Al, Pb, Co		Pb, Pd, Sn		Ag, Mn, Fe		Al, Fe,Ti
	Ag, Pb, Sn		Co, Ca, Pt		Mo, Mn, Cu		Mn, Cd, Ni
	Hg, Mn, Fe		Bi, Cr,Cu		Ni, Pb, Pt		Fe, Zn, Sb
	Zn, Fe, Ni		Cd, Co, Cu,		Bi, Ag, Sn		Bi, Mn, Ag
	Cu, Pb, Pt		V, Tl, Ag		Co, Cu, Au		Co, Cd, Al

Лабораторна робота № 6

Електроліз розчинів. Акумулятори

Мета роботи: описати явища, що відбуваються в катодному та анодному просторі електролізеру. Скласти схеми електролізу розчинів різного складу.

Дослід 1. В електролізер (рис. 1) налийте розчин купрум (ІІ) хлориду, опустіть в обидва коліна графітові електроди, і увімкніть прилад у мережу (U = 36 В). Опишіть явища, що відбуваються в катодному та анодному просторі електролізеру. Складіть схему електролізу.

 

Рис. 1. Схема установки для електролізу водних розчинів електролітів: 1 – реостат, 2 – амперметр, 3 – електролізер, 4 – електроди

 

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. В електролізер (рис. 1) налийте розчин калій йодиду, опустіть в обидва коліна графітові електроди, і увімкніть прилад у мережу (U = 36 В). У катодний простір додайте 1-2 краплі розчину фенолфталеїну. Опишіть явища, що відбуваються в катодному та анодному просторі електролізеру. Складіть схему електролізу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 3. У електролізер (рис. 1) налийте розчин натрій сульфату, опустіть в обидва коліна графітові електроди і увімкніть прилад у мережу (U = 36 В). В обидва коліна трубки налийте розчин лакмусу. Для приготування контрольного розчину налийте в пробірку дистильовану воду і додайте лакмус. Опишіть явища, що відбуваються в катодному та анодному просторі електролізеру. Складіть схему електролізу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Дослід 4. У електролізер (рис. 1) налийте розчин цинк сульфату, занурте графітові електроди в розчин і увімкніть прилад у мережу (U = 36 В). В обидва коліна трубки додайте кілька краплин розчину лакмусу. Опишіть явища, що відбуваються в катодному та анодному просторі електролізеру. Складіть схему електролізу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 5. Робота свинцевого акумулятора

Зберіть акумулятор за схемою Рb | Н₂SO₄ | PbO₂ і заповніть ²/₃ його об’єму розчином з молярною концентрацією сульфатної кислоти 3,5 моль/л. Запишіть рівняння реакції між свинцем і сульфатною кислотою. Можна застосовувати більш розведену кислоту. Перевірте, чи працює акумулятор у цьому випадку. Для цього потрібно приєднати дроти до електричної лампочки. Зарядіть акумулятор, приєднавши його на 4-5 хв. до джерела постійного струму напругою 4,5-5 В. Від’єднайте акумулятор від джерела струму і знову приєднайте дріт до лампочки. Запишіть рівняння реакцій, що протікають на електродах при зарядці і розрядці акумулятора.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 6. Анодне окиснення (електричне рафінування міді)

У приладі для електролізу замініть графітовий анод на мідний. Графітовий електрод використайте як катод. До електролізера налийте розчин з молярною концентрацією сульфатної кислоти 1 моль/л та занурте у нього обидва електроди. Приєднайте їх до джерела струму. Через деякий час спостерігайте явища, які відбуваються на електродах та в розчині біля них. Напишіть рівняння електрохімічних реакцій. Поясніть, який газ виділяється на початку досліду на катоді й чому пізніше його виділення припиняється.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________