birmaga.ru
добавить свой файл

1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7


Определение электродных потенциалов металлов и ЭДС гальванических элементов.


  1. Разделы теоретического курса для повторения.

Возникновение скачка потенциала на границах раздела металл - вода, металл - раствор соли металла. Стандартный водородный электрод. Понятие о гальванических элементах и процессах, протекающих на элек­тродах. Стандартные электродные потенциалы металлов. Ряд стандарт­ных электродных потенциалов. Выводы из положения металла в ряду. Уравнение Нернста. Металлические элек­троды I и II рода. Электроды сравнения. Химические и концентрацион­ные гальванические элементы. Процессы на электродах гальванического элемента.

  1. Вопросы и упражнения.

  1. Какое уравнение используется для расчета величины электродных потенциалов металлов в условиях, отличающихся от стандартных?

  2. Как изменится потенциал цинкового электрода при разбавлении раствора соли цинка в 1000 раз?

  3. Как зависит величина потенциала водородного электрода от рН среды? Чему равен потенциал водородного электрода при рН = I; рН = 7, рН = 10?

  4. Рассчитайте потенциалы стандартного серебряного электрода по отношению к:

а) насыщенному каломельному электроду,

б) насыщенному медно - сульфатному электроду,

в) хлорсеребряному электроду?

5. Определите ЭДС и укажите процессы, протекающие на электродах в следующих гальванических элементах:



а) Zn /ZnS04 // CdS04 / Сd

б) Рb/ Рb(NOз)2) // AgN03/ Ag

6. Рассчитайте ЭДС следующего концентрационного гальванического элемента:



Zn/ZnCI2 //ZnCI2 /Zn

0,1 моль/л 1,0 моль/л

Какой из электродов является анодом, а какой - катодом?


  1. Экспериментальная часть

§ I. Определение стандартного электродного

потенциала цинка.

Соберите цинковый электрод (Zn/ZnSO4), погрузив хорошо зачищенный наждачной бумагой цинковый стержень в раствор соли цинка с концентрацией ионов цинка I моль/л.

В соответствии с рис.1, соберите гальванический элемент из исследуемого цинкового электрода и насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения:

( - ) Zn/ZnSO4//KCl/AgCl/Ag ( + ).

Для этого носики электродов погружают в стаканчик с раствором хлорида калия, а сами электроды с помощью соединительных проводов подключают к соответствующим клеммам потенциометра. Электрод, потенциал которого необходимо измерить, подключают к клемме "Изм.", а электрод сравнения к клемме "Всп." на задней стенке потенциометра.

Потенциал насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения по отношению к стандартному водородному электроду равен +0,201В.

Ехл.сер. нас.= +0,201В, или 201мВ.


Рис.I. Схема установки для определения величины электродного потенциала металла.



1,2 - исследуемый электрод (цинковый, медный и др.)

3 - потенциометр ( рН - 121, ЗВ-74 и др. )

4 - хлорсеребряный электрод сравнения

5 - стаканчик с раствором хлорида калия

В соответствии с инструкцией о порядке измерений при использова­нии соответствующего потенциометра определите ЭДС составленного гальванического элемента и потенциал цинкового электрода по насыщенному хлорсеребряному электроду. Зная величину потенциала электрода срав­нения, рассчитайте величину потенциала цинкового электрода по отно­шению к стандартному водородному электроду. Сравните полученное зна­чение с табличным значением:

E0 теор.= - 0,76 B.

Внимание! Учитывая высокую токсичность солей тяжелых металлов, все отработанные растворы не сливаются в раковину, а сдаются лаборанту для последующей утилизации.
§ 2. Определение стандартного электродного потенциала меди.

Аналогично §I, соберите медный электрод, погружая зачищенный мед­ный стержень в I M раствор сульфата меди.

Составьте гальванический элемент из исследуемого медного электрода и насыщенного хлорсеребяного электрода сравнения и практически определите ЭДС данного гальванического элемента.

Приведите условную запись для данного гальванического элемента.

Чему равен потенциал медного электрода по насыщенному хлор – серебряному электроду?

Рассчитайте потенциал медного электрода по отношению к стандартному водородному электроду и сравните его с табличным значением:



E0теор.= 0,34 B.
§ 3 Определение ЭДС медно – цинкового гальванического элемента.

Соберите гальванический элемент, составленный из стандартного цинкового и стандартного медного электродов.

В соответствии с инструкцией о порядке измерений с использова­нием соответствующего потенциометра, определите ЭДС данного гальванического элемента.

Сравните полученное в эксперименте зна­чение с расчетным (теоретическим) значением ЭДС для медно - цинкового гальванического элемента:



ЭДС теор. = E катода –Е анода =E0(Cu+2/Cu0) - E0( Zn+2/Zn0) = 0,34 – (-0,76 B) =1,1 В