Электролит ерітінділерінің электрлік өткізгіштігі
ҚАЗАҚСТАН РЕСУПБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ қ. ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
ТЕОРИЯЛЫҚ ЭЛЕКТРОХИМИЯНЫҢ НЕГІЗДЕРІ
пәннінен зертханалық жұмыстар үшін
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
5В072000 – Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы
мамандығында оқитын студенттер ушін
Семей
2014
Кіріспе
1. ӘЗІРЛЕНГЕН
ҚҰРАСТЫРУШЫ ______ ____ ______ 20__ ж. Ж.Т. Лебаева,
аға оқытушысы кафедрасы Химия
2. ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 Химия кафедра отырысында
____ _______________20__ж., №_____ хаттама
күні
Кафедра меңгерушісі ________ Б.Х. Мусабаева
қолы
АЛҒЫСӨЗ
Теориялық электрохимияның негізі пәнінен әдістемелік құралы 5В072000-Бейорганикалық заттарының химиялық технологиясы мамандығының мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандартына сәйкес құрастырылған және қолдануға ұсынылады
Берілген әдістемелік құралы зертханалық сабақтарда студенттерді электрохимия құбылыстарымен, электродты процестерімен, жылдамдығын анықтауға және қажетті юағытқа қарай бұруға мүмкін жағдайларды зерттеп, химиялық процесстермен таныстырады.
Әрбір жұмысқа оның мәнін ұғу үшін қысқаша теориялық кіріспе бар, толық жұмыс жасау барысы берілген. Эксперимент барысында алынған мәліметтерді жұмысшы дәптерге жазып, қондырғы сызбасын сызып және тәжірибе нәтижелерін енгізетін кестені сызып алады. Эксперимент нәтижелері әрбір жұмысқа қойылған талаптарға алынып жатқан заттарға немесе мәліметтерге сапалық және сандық көз қарастан жауап беру керек. Тек қана осы жағдай орындалған кезде жұмыс оындалды деп есептелінеді және оқытушы қабыл алады. Жұмыс жасау келесі сатылармен өтеді: зерханалық сабақтың тақырыбының теориялық бөлімін тапсыру, жұмысты орындау, эксперимент нәтижелерін есептеу, жұмысты өткізетіндей етіп қалпына келтіру және оны қорғау.
МАЗҰНЫ
бет
1
Электролит ерітінділеріндегі тепе-теңдік. Электролиздік диссоциация.
4
2
Күшті электролиттердің электростатикалық теориясы
4
3
Электролит ерітінділеріндегі тепе-теңдік емес құбылыстар. Фарадей заңдары
5
4
Электролит ерітінділерінің электрлік өткізгіштігі
6
5
Ион өткізгіштігін анықтау (зертханалық жұмыс1).
8
6
Электродты тепе-теңдігінің термодинамикасы
10
7
Бір реактормен тұрақты (үздіксіз) режимде жұмыс жасау (зертханалық жұмыс2).
11
8
Тек бір реактормен ғана араластыру эффектісімен тұрақты (үздіксіз) режимде жұмыс жасау (зертханалық жұмыс3).
13
9
Қос электрлік қабатының теориясы
15
10
Тотығу-тотықсыздану жүйесінің электрохимиялық қасиеті (зертханалық жұмыс4).
16
11
Тепе-теңдікте емес электродты процестері
18
12
Гальваникалық элементтерде жүретін тотығу-тотықсыздану реакциялары (зертханалық жұмыс5).
18
№ 1. Тақырып: Электролит ерітінділеріндегі тепе-теңдік. Электролиздік диссоциация.
Сабақ мақсаты:
Электрлиттердің классикалық теориясын, электролит ерітінділеріндегі тепе-тең процестерді қарастыру.
Сабақтың мазмұны:
1. Электролитикалық диссоциалану теориясы
2. Диссоциалану дәрежесі, диссоциалану константа
3. Активтілік, активтілік коэффициент. Ерітіндінің иондық күші.
4. Ерігіштік, ерігіштік көбейтіндісі.
Жаттығу. Есеп.
Задача 1.
Найти при 25°С константу равновесия реакции
Hg2Cl2 + 2FeCl2 = 2Hg + 2FeCl3
(1.10)
Задача 2.
Даны растворы KCl, NaNO3, NaCl и KNO3 с концентрацией по 0,01 молькг H2O. Средние ионные коэффициенты активности электролитов первых трех растворов равны соответственно 0,9022; 0,9047; 0,9059. Рассчитайте средний ионный коэффициент активности KNO3.
Задача 3.
Вычислите растворимость CuCl при 298 К в воде и в 0,025 М растворе MgSO4, если произведение растворимости (ПР) CuCl равно 3,2∙10−7 (мольл)2 и .
Задача 4.
Вычислите произведение растворимости Ca(OH)2 при 298 К. Растворимость гидроксида кальция составляет 0,155 г100 г воды.
Задача 5.
Вычислите кажущуюся константу ионизации муравьиной кислоты, ионная сила которой 0,01 мольл при 298 К, предположив, что коэффициент активности недиссоциированной формы кислоты равен 1 (gHA = 1). Термодинамическое значение константы ионизации равно 1,75∙10−4 мольл.
Задача 6.
Если константа диссоциации NH4OH равна 1,8∙10-5, то при какой концентрации степень ее диссоциации равна 0,01?
№ 2. Тақырып: Күшті электролиттердің электростатикалық теориясы
Сабақ мақсаты:
Күшті электролиттер теориясымен танысу.
Сабақтың мазмұны:
1. Дебай-Хюккель теориясының негізгі жайыттар. Ионды атмосфера туралы ұғым
2. Ионды атмосфера радиусы және осы шаманың физикалық мәні. Ионды атмосфера радиусының концентрацияға, температураға, иондар зарядына және диэлектрлік өткізгіштігіне тәулділігі.
3. Дебай-Хюккель теориясының теңдеуі және оларды қолдану шегі.
4. Иондар ассоциациясы. Ассоциациялану константа. Ионды жұбының молекуладан принципиалды ерекшелігі. Бьеррум теориясы.
Бақылау сұрақтары:
Задача 1.
Рассчитайте средний коэффициент активности ƒ± 0,001 М раствора MgSO4, если константа А в предельном законе Дебая-Гюккеля для водных растворов при 25оС равна 0,509 (лмоль)12∙K32.
Задача 2.
Определите ионную силу раствора Al2(SO4)3, моляльная концентрация которого равна 0,2 молькг H2O.
Задача 3.
Вычислите активность электролита aЭ и среднюю ионную активность a± ZnSO4, если его концентрация в растворе 0,1 мольл, а средний ионный коэффициент активности равен 0,148.
Задача 4.
Ионная сила раствора KCl равна 0,2 мольл. Какова его молярная концентрация? Какова должна быть молярная концентрация раствора BaCl2 той же ионной силы?
Задача .
Ионная сила pacтвоpa NаCl равна 0,2. Какова его моляльность? Какова должна быть моляльность раствора АlСl3 той же ионной силы?
№ 3. Тақырып: Электролит ерітінділеріндегі тепе-теңдік емес құбылыстар. Фарадей заңдары
Сабақ мақсаты:
Электролиз процестерімен танысу.Фарадей заңдары.
Сабақтың мазмұны:
1. Өткізгіштіктердің жіктелуі және тұрақты электр тоғының I және II текті өткізгіштіктерден өтуі.
2. Электрохимиялық жүйелердің негігі түрлері және олардың құрам бөліктері. Катод және анод ұғымдарының анықтамасы.
3. Электрохимиялық жүйедегі (ячейке, цепи) тоғының бағыты.
4. Химиялық және электрохимиялық реакцияларының айырмашылығы.
5. Электролиз тотығу-тотықсыздану процесі ретінде қарасыру.
Бақылау сұрақтары:
Задача 1.
Написать уравнения процессов, происходящих при электролизе водного раствора сульфата натрия с нерастворимым анодом. Укажите, какие вещества образуются в катодном и анодном пространствах.
Ом−1∙см−1.
Задача 2.
Гальванический элемент составлен из алюминиевого и никелевого электродов. Определите, какой из электродов AlAl3+ или NiNi2+ будет являться положительным и отрицательным полюсом элемента. Запишите уравнения электродных реакций.
Задача 3.
Установить, в каком направлении возможно самопроизвольное протекание реакции
2NaCl + Fe2(SO4)3 = 2FeSO4 + Cl2 + Na2SO4
Задача 4.
Гальванический элемент составлен из 2-х электродов: иод-серебряного, помещенного в раствор 0,1М НJ, и водородного, опущенного в 0,01М раствор кислоты НХ. Разность равновесных потенциалов между этими электродами составила 0,117В. Рассчитайте константу диссоциации Ка кислоты НХ, если известны только значение Ео для серебряного электрода, равное 0,799, и величина ПРAgJ=1,1⋅10-16.
№ 4. Тақырып: Электролит ерітінділерінің электрлік өткізгіштігі
Сабақ мақсаты:
Электролит электрөткізгіштігінің сандық сипаттамасын қарасыру.
Сабақтың мазмұны:
1. Меншікті электрөткізгіштігінің физикалық мәні және оны өлшеу әдістері.
2. Молярлы және эквивалентті электрөткізгіштігі және меншікті электрөткізгіштігімен байланысы.
3. Эквивалентті және меншікті электрөткізгіштігі электролит коцентрациясына тәулділігі.
4. Шекті эквивалентті электрөткізгіштігі
5. Иондар қозғалу жылдамдығы, абсолютты жылдамдық және иондар жылжымалдылығы.
6. Электролиттер қоспасының электрөткізгіштігі.
7. Иондар аномалды жылдамдығы
8. Тасымалдау саны және иондар жылжу жылдамдығымен олардың байланысы
Бақылау сұрақтары:
Задача 1.
Сопротивление ячейки для измерения электропроводности в которой содержится 0,02 М раствор KCl равно 35,16 Ом при 291 К, а для 0,1 М раствора уксусной кислоты − 179 Ом. Какова степень диссоциации уксусной кислоты? Для уксусной кислоты L0 = 350,0 Ом−1∙см2∙моль-экв−1. Удельная электропроводность 0,02 М раствора KCl при 291 К равна 0,002399 Ом−1∙см−1.
Задача 2.
Раствор с концентрацией H2SO4 70 мас. % имеет плотность 1,615 гсм3 и удельную электропроводность 0,2157 Ом−1∙см−1 при 291 К. Найдите значения эквивалентной и молярной электропроводности раствора.
Задача 3.
Эквивалентная электропроводность пропионовокислого натрия при бесконечном разведении равна 89,3 Ом−1∙см2∙моль-экв−1 (298 К). Подвижности ионов Na+ и H+ соответственно равны 50,5 и 350,0 Ом−1∙см2∙моль-экв−1. Какова эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора пропионовой кислоты при 298 К?
Задача 4.
Предельные подвижности ионов H+ и CH3COO− соответственно равны 349,8 и 40,9 См∙см2∙моль-экв−1. Значение эквивалентной электропроводности равно 12,77 См∙см2∙моль-экв−1. Найдите константу диссоциации и рН раствора при с = 1,59∙10-4 мольл.
Задача 6.
Сопротивление водного 0,1 М раствора AgNO3 равно 42,4 Ом. Кондуктометрическая ячейка, в которой измерялось сопротивление имела электроды из двух плоских параллельных пластин площадью по 2 см2 каждая. Расстояние между пластинами 0,9 cм. Определите удельное сопротивление, эквивалентную и удельную электропроводности.
Задача 5.
В ячейку для измерения электропроводности помещены платиновые электроды в форме дисков диаметром 1,34 см, расстояние между электродами 1,72 см. Ячейка заполнен 0,05 н раствором NaNO3. При напряжении 0,5 В через данный раствор идет переменный ток силой 1,85 мА. Найдите величину удельной и эквивалентной электропроводности раствора NaNO3.
Задача 6.
Удельная электропроводность насыщенного раствора AgBr равна 1,576∙10−6 Ом−1∙см−1, а воды, взятой для растворения 1,519∙10−6 Ом−1∙см−1. Найдите растворимость AgBr (S) в воде и произведение растворимости (ПР), если известно, что эквивалентные электропроводности при бесконечном разведении для KBr, KNO3, AgNO3 имеют значения 137,4; 131,3; 121,0 Ом−1∙см2∙моль-экв−1, соответственно.
Задача 7.
Числа переноса анионов в водных растворах 0,1 н хлорида калия, 0,1 н хлорида натрия и 0,1 н нитрата калия при 18оС соответственно равны 0,505, 0,610, 0,497. Вычислите число переноса аниона в 0,1 н растворе нитрата натрия при той же температуре, не принимая в расчет взаимодействие между ионами.
Задача 8.
При температуре 298 К методом перемещения границы в 0,005 н растворе хлорида калия было определено значение числа переноса иона хлора 0,5069, а в 0,01 н растворе хлорида натрия при той же температуре − 0,6082. Определите числа переноса ионов хлора, натрия и калия в 0,005 н растворе по отношению к хлориду калия и в 0,01 н растворе по отношению к хлориду натрия в предположении, что никакого взаимодействия между ионами нет.
№ 5. Тақырып: Иондық өткізгіштігін анықтау (зертханалық жұмыс1)
Жұмыс мақсаты
Жұмыстың мақсаты болып жаттығу барысында эксперимент мағұлыматтарын өңдеуге қажет иондық өткізгіштігін және R анықтау табылады.
Қажетті элементтер
♦ 1 литр растворителя этила ацетата с концентрацией 0.05 M.
♦ программа SACED-QRIA QRC.
♦ 1 растворителя гидрата окиси соды с концентрацией 0.05 M.
♦ Оборудование QRIA
Жаттығуды орындау
Жаттығуды орындау үшін келесі процедураларды орындау керек:
1. Введите раствор ацетата соды внутрь реактора 3. Накройте крышку и настройте смеситель, как объясняется в руководстве по установке.
2. Запустите программу SACED-QUSC.
3. Выберите опцию Охват данных( “Data capture”). Выберите время охвата( time of capture) (значок часов), выберите имя файла( the name of the file) для сохранения данных в файле (значок диска) и наконец нажмите значок воспроизведение (play icon)
4. Включите систему термостатизации и выберите 25ºC.
5. Включите систему мешалки для облегчения быстрой термостатизации.
6. Возьмите образец в нижнем мундштуке реактора и определите проводимость раствора при данной температуре.
7. Повторите измерения при 35 и 45ºC.
8. Запишите результаты в таблице 3.5.1.
9. Опустошите реактор с помощью нижнего клапана.
10. Промойте его водой несколько раз.
11. Повторите предыдущие шаги с раствором гидрата окиси соды.
12. Прочистите реактор еще раз.
13. Выключите систему.
Нәтижелер және кесте
После заполнения данных, произведите следующие вычисления:
Заключения и комментарии
Принимая во внимание полученные данные, ответьте на следующие вопросы:
Как температура влияет на проводимость каждой субстанции?
Какие факторы приводят к такому поведению?
Почему разные субстанции имеют разные поведения при одинаковых изменениях температуры?
7.3.5.6 Дополнительные графики
Представьте в графической форме эволюцию проводимости в функции температуры обоих субстанций.
Графическое представление вариации проводимости ацетата соды и гидрата окиси соды в функции температуры.
№ 6. Тақырып: Электродты тепе-теңдігінің термодинамикасы.
Сабақ мақсаты:
Электродты потенциал ұғымымен танысу. Нернст теңдеуі. Электродты жүйелер.
Сабақтың мазмұны:
1. Электродты потенциал ұғымы. Электродты потенциал үшін Нернст теңдеуі.
2. Тепе-тең электродты потенциалдардың термодинамикалық ұғындыруы.
3. Жүйенің химиялық потенциалы және изобаралы-изотермиялық потенциалы. Олар арасындағы қатынас.
4. Электродтар жіктелуі.
5. Салыстырмалы электрод ретінде қандай электродты жүйе қолдануға мүмкін болады?
6. Диффузиялық потенциал және оның пайда болу шарты.
Бақылау сұрақтары:
1. Осы реакция үшін термодинамикалық функция өзгеруі бойынша ЭҚК калай есептейді?
2. Сутекті, хингидронды, оксидты-сынап электродтары электродтардың қандай түріне жатады?
3. Беттік, ішкі және сыртқы потенциал деген не?
4. Шыны электрод көмегімен ерітінді рН-ын өлшеу қандай принципке негізделген?
5. Гальвани- және Вольта-потенциал деген не?
№ 7. Тақырып: Бір реактормен тұрақты (үздіксіз) режимде жұмыс жасау (зертханалық жұмыс2)
Жұмыс мақсаты
Осы жаттығудың мақсаты болып базалық реакция бір реактормен жұмыс жасау кезіндегі этилацетат гидролизін жүргізу табылады. Жүйені және реакцияны білгеніміз зерттеуді жүргізуге жеңілдік береді
Қажетті элементтер
♦ 10л раствора этилацетата 5М для проведения данного упражнения
♦ 10 л. раствора гидроксида соды 0.1 М
♦ оборудование QRSA
♦ программа SACED-QRSA
♦ Руководство по эксплуатации QRSA
Жаттығуды өңдеу
Для осуществления упражнения, следуйте шагам:
1. Введите растворы этилацетата и гидроксида соды в соответствующие баки реагентов.
2. Запустите программу SACED-QRSA.
3. Выберите опцию Охват данных( “Data capture”). Выберите время охвата( time of capture) (значок часов), выберите имя файла( the name of the file) для сохранения данных в файле (значок диска) и наконец нажмите значок воспроизведение (play icon)
4. Включите систему термостатизации и выберите 25ºC.
5. Расположите клапана в позиции, показанных ниже, так чтобы реагенты вошли напрямую ТОЛЬКО в реактор 1 и продолжили движение в бак проходя сквозь кондукционную сетку.
Позиционирование клапанов.
3-ходовые клапана имеют следующие индикаторы направления, которые указывают различные возможные направления потоков
Рис. 3.6.1
В следующей диаграмме мы отмечаем индикатор направления, в которой мы должны оперировать:
♦ Коллектор 1, клапан V-1 открыт, клапана V2 и V3 закрыты.
♦ Коллектор 2, клапан V-4 открыт, клапана V5 и V6 закрыты
В этом случае, оба реагента войдут только в Реагент 1.
♦ Клапан VT-1 должен быть в позиции, указанной на рисунке, с потоком продукта, идущим только в коллектор-3.
♦ Клапан V-7 должен быть закрыт.
6. Как только клапана установлены в вышеуказанных позициях, расположите 3-ходовые клапана базового модуля в позицию рециркуляции.
7. Настройте насосы реагентов в желаемую позицию, мануально, и включите клапана (уже подготовленных для использования).
8. Проверьте, что клапана расходомеров открыты.
9. Включите насосы с помощью программы оборудования.
10. Если мячик, измеряющий поток сильно свисает за пределы шкалы, скорректируйте поток с помощью потока расходомера.
11. Как только поток стабилизируется, поверните 3-ходовый клапан базового модуля в сторону реактора, и реагенты пойдут в направлении реактора 1.
12. Примите во внимание различные значения проводимости в таблице, полученные в момент, когда продукт достигает коллектора кондукционной клетки.
13. Выключите систему.
Результаты и Таблицы.
Когда вы приняли в учет полученные значения, сделайте требуемые вычисления для того, чтобы получить значения временной эволюции конверсии.
Рис. 3.6.2 Позиции клапанов для того, чтобы работать с реактором в постоянном режиме.
№ 8. Тақырып: Тек бір реактормен ғана араластыру эффектісімен тұрақты (үздіксіз) режимде жұмыс жасау (зертханалық жұмыс3).
Жұмыс мақсаты
Цель данного упражнения произвести базовую операцию гидролиза этилацетата с помощью одного реактора, чтобы ученики могли узнать систему и реактор с большей легкостью и мы увидим как ссылочная концентрация изменится при добавлении эффектов смешивания.
Қажетті элементтер
Требуемые элементы для осуществления данной практики:
♦ 10 л. раствора этилацетата 5М
♦ 10 л. раствора гидроксида соды 0.1М
♦ оборудование QRSA
♦ программа SACED-QRSA
♦ Руководство по эксплуатации QRSA
Жаттығуды өңдеу
Для осуществления упражнения, следуйте шагам:
1. Введите растворы этилацетата и гидроксида соды в соответствующие баки реагентов.
2. Запустите программу SACED-QRSA.
3. Выберите опцию Охват данных( “Data capture”). Выберите время охвата( time of capture) (значок часов), выберите имя файла( the name of the file) для сохранения данных в файле (значок диска) и наконец нажмите значок воспроизведение (play icon)
4. Включите систему термостатизации и выберите 25ºC.
5. Включите мешальную лопасть
6. Установите клапана в позициях
7. Расположите клапана в позиции, показанных ниже, так чтобы реагенты вошли напрямую ТОЛЬКО в реактор 1 и продолжили движение в бак проходя сквозь кондукционную сетку.
Позиционирование клапанов.
3-ходовые клапана имеют следующие индикаторы направления, которые указывают различные возможные направления потоков
В следующей диаграмме мы отмечаем индикатор направления, в которой мы должны оперировать:
♦ Коллектор 1, клапан V-1 открыт, клапана V2 и V3 закрыты.
♦ Коллектор 2, клапан V-4 открыт, клапана V5 и V6 закрыты
В этом случае, оба реагента войдут только в Реактор-1.
♦ Клапан VT-1 должен быть в позиции, указанной на рисунке, с потоком продукта, идущим только в коллектор-3.
♦ Клапан V-7 должен быть закрыт.
8. Как только клапана установлены в вышеуказанных позициях, расположите 3-ходовые клапана базового модуля в позицию рециркуляции.
9. Настройте насосы реагентов в желаемую позицию, мануально, и включите клапана (уже подготовленных для использования).
10. Проверьте, что клапана расходомеров открыты
11. Включите насосы с помощью программы оборудования.
12. Если мячик, измеряющий поток сильно свисает за пределы шкалы, скорректируйте поток с помощью потока расходомера.
13. Как только поток стабилизируется, поверните 3-ходовый клапан базового модуля в сторону реактора, и реагенты пойдут в направлении реактора 1.
14. Примите во внимание различные значения проводимости в таблице, полученные в момент, когда продукт достигает коллектора кондукционной клетки.
15. Выключите систему.
Результаты и Таблицы.
Когда вы приняли в учет полученные значения, сделайте требуемые вычисления для того, чтобы получить значения временной эволюции конверсии.
№ 9. Тақырып: Қос электрлік қабатының теориясы
Сабақ мақсаты:
Қос электрлік қабатының моделдерімен танысу.
Сабақтың мазмұны:
1. Мембранды тепе-теңдік және мембранды потенциал.
2. Диффузиялық потенциал.
3. Гельмгольц берген электрлік қос қабатының құрылымының теориясы.
4. Гуи-Чапмен берген электрлік қос қабатының құрылымының теориясы.
5. Штерн берген электрлік қос қабатының құрылымының теориясы.
6. Электрлік қос қабатының құрылымы туралы замануи көрініс.
Бақылау сұрақтары:
1. ҚЭҚ түзілуі.
2. Қос электрлік қабаттың заряды мен сыйымдылығы.
3. ҚЭҚ сыйымдылығы мен беттік тартылыс арасындағы байланыс.
4. Диффузиялық қабатының қалыңдығы. Оның концентрацияға тәуелділігі, диффузиялық қабатында потенциалдың таралуы.
№10. Тақырып: Тотығу-тотықсыздану жүйесінің электрохимиялық қасиеті (зертханалық жұмыс4)
Ж ұ м ы с м а қ с а т ы:
Р е а к т и в т е р мен қ ұ р а л д а р: 0,0002М КMnO4; 10% растворы FeSO4 или ZnCl2; раствор KCNS; раствор KI; H2SO4 разбавл.; 10% раствор NaCl; раствор K2Cr2O7; раствор Na2S2O3; бромная или хлорная вода; стекляная вата раствор крахмала; раствор йода; HNO3 разбавл.; 6Н HCl; U-образная трубка; 2 медных электрода; гальванометр; 2 стекляных фильтра; штатив лабораторный; 2 резиновые пробки с отверстиями.
Жұмысты орындау: А. U-тәрізді түтікшенің ішіне екі бірдей бөлікке бөлінетіндей етіп шыны мақтадан жасалған тампон салады. U-тәрізді түтікшенің бір жағына күкірт қышқылымен қышқылдандырылған КMnO4 ерітіндісін құямыз, ал екіншісіне – 10% FeSO4 немесе ZnCl2 ерітіндісін құямыз. Екі ерітіндіге де платинді (немесе мыс) электродтарды батырады, оларды гальванометр клеммаларына қосып осы гальваникалық тізбектің ЭҚК өлшейді. Кейін гальванометр клеммаларын қысқа бекітіп ерітіндіде болып жатқанөзгерістерді бақылау үшін осы қалыпта біраз уақытқа қалдырады. Жұмыс аяқталғаннан кейін темір сульфат ерітіндісіне бірнеше тамшы калий роданид KCNS ерітіндісін қосады.
А жұмысының нәтижесі. Платиналық электродты гальванометрге қосқанда аспаптың тілі ығысады, яғни оның үстінен электр тоғының өткенін. Гальваникалық элемент жұмыс істеу барысында электродқа жақын орналасқан КMnO4 -ң ерітіндінің түсі өзгеріп түссізденеді. Түтікшенің екінші жағында (ІІІ) Fe ионы пайда бола бастайды, ол калий роданид KCNS ерітіндісін құйғаннан кейін ашық-қызыл түс пайда болғаннан білінеді.
Жұмысты орындау: Б. Алдынғы жұмыста сияқты U-тәрізді түтікшенің бір жағына 10% NaCl ерітіндісімен, ал екінші жағын 10% SnCl2 ерітіндісімен толтырады. Екі жағына да платинді (немесе мыс) электродтарды батырады, гальванометрге қосып тізбектің ЭҚК өлшейді. Кейін NaCl ерітіндісі бар жағына хлорлы немесе бромды суын аздап қосып ЭҚК қайтадан өлшейді
Б жұмыстың нәтижесі. Ерітіндіге хлорлы немесе бромды суын қосқаннан кейін гальваникалық элементтің ЭҚК күрт өседі.
Жұмысты орындау: В.
U-тәрізді түтікшені 6Н HCl ерітіндісімен толтырады. Екі жағына да резина тығынымен жабады, оның тесіктеріне екі шыны фильтр кіргізеді суреттегідей
6Н HCl ерітіндісімен – түтікшенің ішінде ауа болдырытпай – барлық жері толық толтырылуы қажет. Бір воронкаға тотықтырғышы бар ерітінді, екіншісіне тотықсыздандырғышы бар ерітіндіні құяды. Кейін екі воронкаға да платинді (немесе мыс) электродтарын батырып, оларды гальванометр клеммасына қосады. Төменде осы жұмыста қолдануға болатын тотығу-тотықсыздану элементін құру үшін ерітнділердің комбинациясы көрсетілген:
Түтікше ішіндегі ерітінді
Сол жақтағы фильтрдегі ерітініді
Оң жақтағы фильтрдегі ерітініді
№1
6Н HCl
0,0002М КMnO4, H2SO4 пен қышқылдандырылған
10% SnCl2 ерітіндісі
№2
6Н HCl
1Н KI + крахмал
HNO3 сұйылтылған
№3
6Н HCl
қышқылдандырылған
KI
қышқылдандырылған K2Cr2O7
№4
6Н HCl
I2 ерітіндісі
Na2S2O3 ерітіндісі
В жұмыстың нәтижесі. Жұмыс басталғаннан кейін біраз уақыт өткеннен кейін сол жақтағы шыны фильтрде келесіөзгерістер байқалады: №1 ерітінді – түссізденеді, №2 – көк түс пайда болады, №3 – қоңыр түс пайда болады, №4 – түссізденеді.
Ұғындыру: Болдырев 137-140 беттер
№ 11. Тақырып: Тепе-теңдікте емес электродты процестері
Сабақ мақсаты:
Аса кернеу теорияларымен танысу.
Сабақ мазмұны:
1. Аса кернеу. Аса кернеу түрлері.
2. Диффузиялық аса кернеу ұғымы.
3. Диффузиялық аса кернеу теориялары.
4. Реакциялық (химиялық) аса кернеудің жалпы сипаттамасы.
5. Өттегі бөлінген кездегі аса кернеу.
Бақылау сұрақтары:
1. Шекті диффузиялық ток iд. iд шамасына әсер беретін факторлар.
2. Тафель теңдеуі. а және в константалары, поляризациялық өлшеулерден анықтау.
3. Ас тұзы ерітіндісінен 40оС хлорды бөлген кезде мынадай нәтижелер алынды:
I, Асм2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,8
1,0
Е, В
1,45
1,5
1,53
1,56
1,57
1,62
1,64
Электрод поляризациялануы хлор бөлінген кезде Тафель теңдеуіне бағынады ме, тексер; егер бағынатын болса теңдеудегі коэффициенттерді тап. Принять, что парциальная упругость хлора равна 1 атм, активность ионов С1- 1 г- ионл.
4. Диффузиялық аса кернеу теңдеуі тұрақты миграциялық тасымалдауында. Бинарлы электролит ерітіндісінде ток миграциясының әсері.
№ 12. Тақырып: Гальваникалық элементтерде жүретін тотығу-тотықсыздану реакциялары (зертханалық жұмыс5)
Гальваникалық элементтерде жүретін
тотығу-тотықсыздану реакциялары.
Ж ұ м ы с м а қ с а т ы: Гальваникалық элементтерде жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларды бақылау.
Р е а к т и в т е р мен қ ұ р а л д а р: күміс сым, мыс пластинкасы, 1М Сu(NO3)2; 1М AgNO3; 0,1М HСl; сыйымдылығы 200 мл 3 химиялық стакан; H2S алатын аппарат
Р е а к т и в т е р мен қ ұ р а л д а р: серебряная проволока, медная пластинка, 1М Сu(NO3)2; 1М AgNO3; 0,1М HСl; 3 химических стакана на 200 мл; аппарат для получения H2S.
Ж ұ м ы с т ы о р ы н д а у: А. Химиялық стаканға мөлшермен 150 мл 1М куміс нитратын құяды, оған тазартылған, майсыздандырылған мыс пластинкасын салады және стаканда жүріп жатқан өзгерісін байқайды.
А жұмысының нәтижесі. Біраз уақыттан кейін стакандағы ерітінді көгілдір түске боялады, ол (ІІ) мыс ионының пайда болғанын көрсетеді. Сонымен қоса мыс пластинкасында жақсы көрінетін металл күмісі байқалады.
Ұғындыру. Болдырев 128 б
Ж ұ м ы с т ы о р ы н д а у: Б. Химиялық стаканға, оның 23бөлігіне 1М тұз қышқылын құяды және оған тазартылған, майсыздандырылған мыс, күміс және мырыш пластинкасын салады, осы пластинкалардың бетінде жүріп жатқан өзгерістерді байқайды.
Б жұмыстың нәтижесі. Барлық металдардың ішінен тек қана мырыш тұз қышқылымен оңай реакциялауға түседі. Мырыш пластинкасының үстінен интенсивті түрде бөлініп жатқан газдың көпіршіктерін байқалады. Ал мыс пен күміс пластинкаларының үстінде еш өзгеріс байқалмайды, яғни газдың көпіршіктері түзілмейді. Яғни осы металдардың қышқылмен реакцияға түспейтінін көреміз.
Ұғындыру. Болдырев 128 б
Ж ұ м ы с т ы о р ы н д а у: В. Химиялық стаканға оның 23 бөлігіне 1М мыс нитратын Cu(NO3)2 құяды және оған мырыш пластинкасын салады, содан кейін пластинка бетінде жүріп жатқан өзгерісті байқайды.
В жұмыстың нәтижесі. Біраз уақыт өткен соң, яғни мырыш пластинкасы салынғаннан кейін оның беті қызғылт түсті металды мыс пен қапталады, ал ерітіндідегі көгілдір түс біртіндеп жойылады.
В жұмысының ары қарай жалғасы. Мыс ионы Сu2+ қатысындағы көгілдір түс жоғалғаннан кейін, ерітіндіден H2S кукіртсутегі ағынын өткізеді.
В жұмыстың нәтижесі. Біраз уақыттан кейін, яғни күкірт сутегін өткізгеннен кейін ерітіндіде мырыш сульфидіні ZnS ақ түсті тұнбасы пайда болады.
Ұғындыру. Болдырев 130 б
Электродтар классификациясы
Ерітіндінің концентрациясы еріген зат шамасының ерітінді шамасына қатынасы
Электролиттердің электр өткізгіштігінің механизмі және оның температураға тәуелділігі
Коллоидты дисперсті жүйелерді алу
Коллоидты ерітінділерді тазалау
Коллоидтық химиядан дәрістер
Ерітінділерінің қасиеттері
Атом молекулалық ілім. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары (Зат массасының сақталу заңы, құрам тұрақтылық заңы, еселік қатынастар заңы, көлемдік қатынастар заңы, эквиваленттер заңы, Авогадро заңы)
Өткізгіш бетінің эквипотенциал беттері
Мысты электролиттік тазарту схемасы
Электрлік оптикалық аспаптардың конструкциялық элементінің параметрлерін жобалау
Электрлік өлшеудің әдістері мен құралдары
Термиялық және электрлік күйіктер
Электрлік фильтрлер
Айнымалы тоқтың электрлік машиналардың құрылғысы және әрекет принципі
Электролиттер ерітіндісін оқытудың әдістемелік аспектілері тақырыбы бойынша теориялық (дәріс) материалды оқып білу
Металлдардың электрөткізгіштігінің классикалық электрондық теориясы