Лабораторная работа №7. &quot

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Определение электродных потенциалов металлов и ЭДС
гальванических элементов.
I. 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.
II. 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 /ZnS0 4 // CdS0 4 / Сd
б) Рb/ Рb(NOз)2 ) // AgN03/ Ag
6. Рассчитайте ЭДС следующего концентрационного
гальванического элемента:
Zn/ZnCI 2 //ZnCI 2 /Zn
0,1 моль/л 1,0 моль/л
Какой из электродов является анодом, а какой катодом?
III. 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.
Е хл.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 Zn
теор.= - 0,76 B.
2
Zn 0
Внимание!
Учитывая высокую токсичность солей
тяжелых металлов, все отработанные растворы не
сливаются в раковину, а сдаются лаборанту для
последующей утилизации.
§ 2. Определение
потенциала меди.
стандартного
электродного
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:
E0 Сu
теор.= 0,34 B.
2
Cu 0
§ 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