2018-01-21
779
Выполнение работы.
1. Заполните U- образный электролизер на ¾ объема раствором электролита –5% KI, добавьте 3-4 капли фенолфталенина;
2. Поместите угольные электроды в электролизер и подключите их к клеммам источника тока;
3. Установите напряжение на вольтметре 3 В, замкните цепь и в течение 1,5-2 минут пропускайте электрический ток через раствор.
4. Наблюдайте: появление малиновой окраски раствора в катодном пространстве и бурой окраски в анодном пространстве. Дайте объяснения.
5. Составьте схему электролиза: напишите все возможные реакции на катоде и аноде, укажите последовательность этих реакций.
Г. Электролиз раствора Na2SO4
Выполнение работы.
1. Заполните U-образный электролизер на ¾ объема раствором электролита – 0,5 М Na2SO4, добавьте 3-4 капли лакмуса;
2. Поместите угольные электроды в электролизер и подключите их к клеммам источника тока;
3. Установите напряжение на вольтметре 3 В, замкните цепь и в течение 2-3 минут пропускайте электрический ток через раствор.
4. Наблюдайте: изменение окраски раствора – появление синей окраски раствора в катодном пространстве и розовой окраски в анодном пространстве. Дайте объяснения.
5. Составьте схему электролиза: напишите все возможные реакции на катоде и аноде, укажите последовательность этих реакций
Работа 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНЫХ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭКВИВАЛЕНТОВ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА
Цель работы. Знакомство с работой газового кулонометра и методом определения объемных и электрохимических эквивалентов.
Приборы и реактивы. Источник постоянного тока, кулонометр, амперметр, секундомер, провода, технические весы, 1М КОН.
Выполнение работы.
При электролизе в результате восстановления воды на катоде выделяется водород, а на аноде – гидроокид – ионы окисляются до кислорода:
К (-) 2 Н2О + 2е →Н2 + 2 ОН-
А(+) 2 ОН- - 2е → 0,5 О2 + Н2О
1. Ознакомьтесь с устройством газового кулонометра. Газовый кулонометр – прибор, предназначенный для определения количества водорода и кислорода, которые выделяются при электролизе воды. Прибор состоит из стакана, двух газовых бюреток, снабженных воронками и никелевых электродов. В рабочем состоянии прибор: стакан и бюретки (при помощи груши) заполнены раствором КОН, под бюретками размещены никелевые электроды;
2. Отметьте точку отсчета объемов выделяющихся газов – уровень раствора в бюретках газового кулонометра по нижнему краю мениска.
3. Подключить никелевые электроды газового кулонометра к источнику тока, установите напряжение 0,3 В;
4. Замкните цепь и в течение 15 мин. пропускайте ток через раствор.
5. Разомкните цепь, отметьте уровень раствора в бюретках. Измерьте объемы газа, выделившегося в каждой бюретке. Приведите объемы газов к нормальным условиям.
6. Рассчитайте объемные и электрохимические эквиваленты водорода и кислорода по закону Фарадея.
7. Рассчитайте погрешность эксперимента.
Варианты домашних заданий
| № варианта | Номера задач | |||
| 59(а,в) | ||||
| 59(б,г) | ||||
| 60(а,б) | ||||
| 60(в,г) | ||||
| 60(д) | 75(а) | |||
| 59(д) | ||||
| 38(б) | ||||
| 38(е) | ||||
| 38(в) | ||||
| 65(а) | ||||
| 38(а) | ||||
| 60(а,б) | 75(б) | |||
| 38(г) | 60(а,г) |
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
| Электродный процесс | Е0, В |
| Li+ + e = Li | -3,045 |
| K+ + e = K | -2,925 |
| Rb+ + e = Rb | -2,925 |
| Cs+ +e = Cs | -2,923 |
| Ba2+ + 2e = Ba | -2,906 |
| Sr2+ + 2e =Sr | -2,888 |
| Ca2+ + 2e = Ca | -2,866 |
| Na+ + e = Na | -2,714 |
| Mg2+ + 2e =Mg | -2,363 |
| Be2+ + 2e = Be | -1,847 |
| Al3+ + 3e = Al | -1,662 |
| Ti2+ + 2e = Ti | -1,628 |
| V2+ + 2e = V | -1,186 |
| Mn2+ + 2e = Mn | -1,179 |
| SO42- + H2O + 2e = SO32- + 2 OH- | -0,930 |
| Cr2+ +2e = Cr | -0,913 |
| Zn2+ + 2e = Zn | -0,763 |
| Cr3+ + 3e =Cr | -0,744 |
| NO2- +H2O + e = NO + 2 OH- | -0,460 |
| Fe2+ + 2e = Fe | -0,440 |
| Cr3+ +e = Cr2+ | -0,408 |
| Ti3+ + e = Ti2+ | -0,368 |
| Ti+ + e = Ti | -0,336 |
| Co2+ + 2e = Co | -0,277 |
| Ni2+ + 2e = Ni | -0,250 |
| Mo3+ + 3e = Mo | -0,200 |
| NO3- + 2H2O + 3e = NO + 4 OH- | -0,140 |
| Sn2+ + 2e = Sn | -0,136 |
| Pb2+ + 2e = Pb | -0,126 |
| Fe3+ + 3t = Fe | -0,036 |
Продолжение таблицы 1
| Электродный процесс | Е0, В |
| H+ + e = ½ H2 | 0,000 |
| Ti4+ + e =Ti3+ | +0,060 |
| Sn4+ + 2e = Sn2+ | +0,150 |
| Cu2+ + e = Cu+ | +0,150 |
| SO42- +2H+ + 2e = SO32- + H2O | +0,220 |
| Cu2+ + 2e = Cu | +0,337 |
| Cu+ + e = Cu | +0,521 |
| 0,5 I2 + 2e = I- | +0,536 |
| MnO4- + e = MnO42- | +0,564 |
| Fe3+ + e = Fe2+ | +0,771 |
| Ag+ + e =Ag | +0,799 |
| Hg2+ + 2e = Hg | +0,854 |
| NO3- + 4H+ + 3e = NO + 2H2O | +0,960 |
| ½ Br2 + e = Br– | +1,065 |
| NO2- + 2H+ + e = NO +H2O | +1,190 |
| Pt2+ + 2e = Pt | 1,200 |
| MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ +2H2O | +1,228 |
| Ti3+ + 2e = Ti2+ | +1,252 |
| 0,5 Cl2 + e = Cl– | +1,359 |
| PbO2 + 4H+ + 2e = Pb2+ + 2H2O | +1,460 |
| Au3+ + 3e = Au | +1,498 |
| MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O | +1,507 |
| Au+ + e= Au | +1,691 |
| Co3+ + e = Co2+ | +1,808 |
| S2O82- + 2e = 2SO42- | +2,010 |
| ½ F2 + e = F– | +2,870 |
Таблица 2
Равновесные потенциалы водородного и кислородного электродов при различных рН
| Электродный процесс | Е0, В |
| 2H2O + 2e = H2 + 2OH– (pH=14) | - 0,82 |
| 2H2O + 2e = H2 + 2OH– (pH=7) | -0,41 |
| 2H+ + 2e = H2 (pH=0) | 0,00 |
| O2 +2H2O + 4e = 4OH– (pH=14) | +0,413 |
| O2+4H+ +4e =2H2O (pH=7) | +0,815 |
| O2+4H+ +4e =2H2O (pH=0) | +1,23 |
