Экспериментальная часть

Для успешного изучения химии особенно важно чередовать освоение теории с опытно-экспериментальной деятельностью. Экспериментальная деятельность студентов по изучению свойств электрохимических систем организована с помощью схемы (таблицы) ориентировочной основы действий

Лабораторная работа

Электрохимические процессы в водных средах.

I. Измерение стандартных электродных потенциалов меди и цинка относительно стандартного хлорсеребряного электрода.

Цель работы: Изучить принцип действия гальванических элементов.

Таблица 1

Последовательность действий	Содержание работ	Характеристика результатов
Составление гальванических элементов	Для этого в один сосуд на 50 мл налить на 2/3 объема 0,5 М раствор СuSO₄, и закрыть крышкой, закрепив в ней медный электрод.	Собран медный электрод
В другой сосуд налить 1 М раствор KCl и опустить в раствор хлорсеребряный электрод.
В оба сосуда опускается солевой мостик, и электроды подсоединяются к прибору милливольтметру.	Собран гальванический элемент, состоящий из медного и хлорсеребряного электрода (медно-серебряный элемент)
После установления стационарного положения стрелки прибора записать значение э.д.с. (Е^о) медно-серебряного элемента в милливольтах.	Измерено значение э.д.с. Е^о = е^о(Cu²⁺/Cu) - е^о(AgCl/Ag)
На место медного полуэлемента поместить сосуд с 0,5 М раствором ZnSO₄ и опустить в него цинковый электрод.	Собран цинковый электрод
В оба сосуда опускается солевой мостик, и электроды подсоединяются к прибору милливольтметру.	Собран гальванический элемент, состоящий из цинкового и хлорсеребряного электрода (цинково-серебряный элемент)
Расчет электродвижущей силы	После установления стационарного положения стрелки прибора записать значение э.д.с. медно-серебряного элемента в милливольтах.	Е^о = е^о_катод - е^о_анод Измерено значение Е^о Е^о = е^о(AgCl/Ag) - е^о(Zn²⁺/Zn)
Вычислить стандартный электродный потенциал медного электрода, зная величину стандартного потенциала хлорсеребряного электрода	е^о(Cu²⁺ /Cu) = Е^о.+ е^о(AgCl/Ag); е^о(AgCl/Ag) = +0,222 В
Вычислить стандартный электродный потенциал цинкового электрода, зная величину стандартного потенциала хлорсеребряного электрода	э.д.с. = е^о_катод - е^о_анод е^о(Zn²⁺/Zn)= е^о(AgCl/Ag) – Е^о е^о(AgCl/Ag) = +0,222 В
Полученные значения потенциалов медного и цинкового электродов сравнить с табличными данными	е^о_табл(Cu²⁺/Cu) = +0,34 В; е^о_табл (Zn²⁺/Zn) = - 0,76 В.
Отчет по лабораторной работе	Сделать выводы по работе.

II. Составление медно-цинкового гальванического элемента и расчет его Э.Д.С.

Таблица 2

Последовательность действий	Содержание работ	Характеристика результатов
Составление медно-цинкового элемента	Два стаканчика на 50 мл заполнить на 2/3 растворами. Один – 0,5 М раствором сульфата цинка, другой – 0,5 М раствором сульфата меди.
Стаканчики поместить на подставку. Соединить стаканчики солевым мостиком, предварительно заполненным насыщенным раствором хлорида калия.
В раствор сульфата цинка опустить цинковую пластинку, а в раствор сульфата меди - медную.	Составили медно-цинковый элемент
Соединить электрическим проводом опущенные пластинки с рН-метром, работающего в режиме милливольтметра и через 5 минут после замыкания цепи измерить э.д.с. гальванического элемента.	Измерили значение Э.Д.С.(Е)
Расчет электродвижущей силы элемента	Рассчитайте теоретическое значение Э.Д.С. медно-цинкового элемента	Значение Э.Д.С. отличается от экспериментально полученного
Рассчитайте разность между фактическим значением Э.Д.С. элемента (Е) и теоретическим (Е')	Полученная разность называется перенапряжением ΔЕ = Е - Е'.
Укажите причины возникновения ΔЕ	Полученная разность связана с поляризацией электродов, зависящей от материала электродов, состояния его поверхности, температуры, плотности тока
Отчет по лабораторной работе	Запишите электрохимическую схему гальванической цепи
Запишите уравнение процесса окисления на аноде
Запишите уравнение процесса восстановления на катоде
Запишите суммарное уравнение реакции окисления-восстановления, протекающей в гальваническом элементе
Сделайте выводы по работе

III. Образование гальванических пар при химических процессах. Взаимодействие цинка с серной кислотой в отсутствие и в присутствии меди.

Таблица 3

Последовательность действий	Содержание работ	Характеристика результатов
Создание медно-цинковой гальванической пары	Внести в пробирку 10 капель 2N серной кислоты и погрузить в неё кусочек гранулированного цинка (без примесей).	Наблюдается выделение пузырьков газа Написать уравнение реакции.
Внести в этот же раствор медную проволоку, не дотрагиваясь до цинка.	выделение водорода на меди не происходит
Коснуться медной проволокой кусочка цинка в пробирке	На поверхности меди появятся пузырьки водорода
Отнять медную проволоку от цинка	интенсивность выделения водорода снова изменяется
Объяснение процессов, происходящие в данной гальванической паре.	Запишите, что является катодом. Запишите уравнение процесса восстановления на катоде
Запишите, что является анодом. Запишите уравнение процесса восстановления на аноде
Приведите схему гальванического элемента
Укажите направление перехода электронов
Отчет по работе	Сделайте выводы по работе

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 101112 Следующая ⇒