В. Электролиза раствора KI

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