Практикум физическая химия. Электрохимия электродвижущие силы
 Скачать 1.05 Mb.
|
|
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 5. ГЛОССАРИЙ 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 32. Запишите выражение для расчета ЭДС концентрационного гальванического элемента без переноса ионов, составленного из кадмиевого и каломельного электродов в растворах хлорида кадмия различной концентрации. 33. Приведите пример концентрационного гальванического элемента с электродами из двух сплавов (амальгам), одинаковыми по природе, но разными по концентрации (с одним ионом электролита). 34. Приведите пример концентрационного гальванического элемента с газовыми электродами, одинаковыми по природе, но с разными давлениями газов на электродах (с одним раствором электролита). 35. Что называется концентрационными цепями с переносом ионов? 36. Что является причиной возникновения диффузионного потенциала? 37. Каким образом можно рассчитать диффузионный потенциал? 38. Каким образом выбирается знак диффузионного потенциала? 39. Приведите способы устранения диффузионного потенциала. 40. Приведите правило произведения растворимости. 41. Составьте гальванический элемент из серебряного и хлоридсеребряного электродов. 42. Запишите выражение для расчета ЭДС гальванического элемента, составленного из серебряного и хлоридсеребряного электродов. 43. Запишите выражение для расчета произведения растворимости хлорида серебра через ЭДС гальванического элемента, составленного из серебряного и хлоридсеребряного электродов. 44. Какие электроды используются для определения рН растворов? 45. К какому типу электродов относится стеклянный электрод? 46. Каким образом потенциал стеклянного электрода зависит от рН? 47. Перечислите достоинства и недостатки стеклянного электрода. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 5. ГЛОССАРИЙ 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 48. К какому типу электродов относится хингидронный электрод? 49. Запишите электрохимическую реакцию для хингидронного электрода. 50. Каким образом потенциал хингидронного электрода зависит от рН? 51. Перечислите достоинства и недостатки хингидронного электрода. 52. Что называют активностью электролита? 53. Что называют коэффициентом активности электролита? 54. Составьте гальванический элемент для определения среднего коэффициента активности раствора соляной кислоты. Какие электрохимические реакции протекают на положительном и отрицательном электродах в составленном элементе? 55. Составьте гальванический элемент для определения среднего коэффициента активности раствора хлорида кадмия. Какие электрохимические реакции протекают на положительном и отрицательном электродах в составленном элементе? 56. Каким образом средний коэффициент активности зависит от концентрации раствора электролита? НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 5. ГЛОССАРИЙ 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 5. ГЛОССАРИЙ Активность Расчетная величина, которую надо подставить в выражение для химического потенциала идеального раствора для того, чтобы получить значение химического потенциала реального раствора электролита. Амальгамные электроды первого рода Электроды, состоящие из амальгамы металла (раствора металла в ртути), погруженного в раствор, содержащий катионы этого металла. Газовые электроды первого рода Электроды, состоящие из инертного металла (обычно платины), находящегося в одновременном контакте с газом и с раствором, содержащим ионы этого газа. Диффузионный потенциал Потенциал, возникающий на границе между растворами электролитов, обусловленный различной подвижностью ионов электролитов. Индикаторный электрод Электрод, на котором протекает исследуемая электрохимическая реакция. Концентрационные цепи Это гальванические элементы, в которых электроды одинаковы по своей природе, но различаются активностями (давлениями, концентрациями) одного или нескольких участников электродной реакции. Электрическая энергия в этих элементах получается за счёт выравнивания концентраций или давлений между различными частями электрической цепи. Металлические электроды первого рода Электроды, состоящие из металла, погруженного в раствор, содержащий катионы этого металла. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 5. ГЛОССАРИЙ Неметаллические электроды первого рода Электроды, состоящие из неметалла, погруженного в раствор, содержащий анионы этого неметалла. Необратимые электроды Электроды, на которых приизменении направления электрического тока протекают различные электрохимические реакции. Обратимые электроды Электроды, на которых приизменении направления электрического тока протекают электрохимические реакции, противоположные по направлению. Оксидные электроды второго рода Электроды, состоящие из металла, покрытого оксидом этого металла, и находящиеся в растворе, содержащем гидроксид-ионы. Окислительно-восстановительные электроды Это электроды, состоящие из инертного металла (обычно платины), погруженного в раствор, содержащий ионы какого-либо вещества в окисленной и восстановленной формах. Потенциометрия или метод ЭДС Метод исследования электрохимических систем и оценка физико-химических параметров химических реакций по ЭДС электрохимических элементов. Ряд напряжений металлов Ряд металлов, расположенных в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов. рН Отрицательный логарифм активности ионов водорода в растворе. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 5. ГЛОССАРИЙ Стандартный равновесный электродный потенциал Величина 0 p E в уравнении Нернста, соответствующая значению электродного потенциала при значениях активностей компонентов в растворе, равных единице. Является константой, свойственной каждому электроду. Условный электродный потенциал (Е(+) или E( )) Это ЭДС гальванического элемента, составленного из данного электрода и второго электрода, электродный потенциал которого условно принят за нуль. Уравнение Нернста Уравнение, показывающее зависимость равновесного электродного потенциала от активностей компонентов участников реакции. Химические цепи Это гальванические элементы, в которых электроды отличаются друг от друга химическими свойствами. Электрическая энергия в этих элементах получается за счёт электрохимических реакций, протекающих на электродах. Электрохимия Раздел физической химии, в котором изучаются законы взаимного превращения химической и электрической форм энергии, а также системы, где эти превращения совершаются. Электролиты Вещества (химические соединения), которые в растворе или в расплаве самопроизвольно частично или полностью распадаются на ионы (заряженные частицы, способные к самостоятельному существованию), обладающие способностью проводить электрический ток. Электролитическая диссоциация Процесс распада растворенного вещества в растворе на ионы. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 5. ГЛОССАРИЙ Электрод В электрохимическом элементе это двух- или трехфазная система, состоящая из окисленной и восстановленной форм одного и того же вещества, находящихся в равновесии. Электродвижущая сила гальванического элемента (ЭДС) Разность потенциалов между электродами в гальваническом элементе. Электрохимический (гальванический) элемент Устройство, служащее источником электрического тока за счет самопроизвольного превращения химической формы энергии в электрическую. Электрохимическая реакция Реакция, возникающая припереходе заряженных частиц (ионов, электронов) через границу раздела двух фаз (раствор электролита – электрод). Электродный процесс Это окислительно-восстановительная реакция, протекающая на электроде. Электроды второго рода Электроды, состоящие из металла, покрытого малорастворимым соединением этого металла, и погруженного в раствор соли, содержащий анионы малорастворимого соединения. Электрохимические (гальванические) элементы Это устройства для получения электрического тока за счет самопроизвольного протекания электрохимических реакций на электродах. Электроды сравнения Это электроды, чаще электроды второго рода, обладающие высокой стабильностью и устойчивостью, с хорошо воспроизводимым значением равновесного потенциала, относительно которых проводят измерение потенциала индикаторного электрода. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ Михеева Е.В. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ 2.1. Электроды первого рода 2.2. Электроды второго рода 2.3. Окислительно- восстановительные электроды 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3.1. Химические цепи 3.1.1. Химические цепи с двумя электролитами 3.1.2. Химические цепи с одним электролитом 3.2. Концентрационные цепи 3.2.1. Концентрационные цепи без переноса ионов 3.2.2. Концентрационные цепи c переносом ионов 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 5. ГЛОССАРИЙ Home PgUp PgDn Alt F4 + Нажатие клавиши «Home» на клавиатуре вызывает переход к титульной странице документа. С титульной страницы можно осуществить переход к оглавлению (в локальной версии курса). Панель управления – содержит перечень разделов, а также кнопки навигации, управления программой просмотра и вызова функции поиска по тексту. Просматриваемый в данный момент раздел. Доступные разделы. В зависимости от текущего активного раздела в перечне могут присутствовать подразделы этого раздела. Кнопки последовательного перехода к предыдущей и следующей страницам. Кнопка возврата к предыдущему виду. Используйте её для обратного перехода из глоссария. Кнопка перехода к справочной странице. (этой) Кнопка завершения работы. Кнопка вызова функции поиска по тексту. Кнопка переключения между полноэкранным и оконным режимом просмотра. Нажатие клавиши «PgUp» («PageUp») или показанных клавиш со стрелками на клавиатуре вызывает переход к просмотру предыдущей страницы относительно просматриваемой в настоящий момент согласно порядку их расположения в документе. Нажатие комбинации клавиш «Alt»+«F4» на клавиатуре вызывает завершение работы программы просмотра документа (в локальной версии курса). Нажатие левой клавиши «мыши» или вращение колёсика в направлении «от себя» вызывает переход к просмотру следую щей страницы относительно просматриваемой в настоящий момент согласно порядку их расположения в документе. Нажатие правой клавиши «мыши» или вращение колёсика в направлении «к себе» вызывает переход к просмотру предыдущей страницы относительно просматриваемой в настоящий момент согласно порядку их расположения в документе. Нажатие клавиши «PgDn» («PageDown») или показанных клавиш со стрелками на клавиатуре вызывает переход к просмотру следующей страницы относительно просматриваемой в настоящий момент согласно порядку их расположения в документе. Возврат из справки |