- •Введение
- •Лабораторная работа № 1. Тепловой эффект химических реакций.
- •3.1. Энтропия и свободная энергия системы.
- •4. Объект исследования.
- •5. Контрольные вопросы:
- •6.Описание лабораторной установки и порядок проведения опыта.
- •7. Рекомендации по планированию и проведению эксперимента.
- •Составление отчета.
- •9. Список литературы.
- •10. Рекомендации по технике безопасности.
- •Лабораторная работа № 2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры.
- •3.Общие сведения
- •3.1. Понятие о скорости химической реакции.
- •3.2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
- •1. Влияние природы реагирующих веществ.
- •2. Влияние концентрации реагирующих веществ.
- •3. Влияние температуры на скорость реакции.
- •3.1. Примеры решения задач.
- •4. Объект исследования.
- •Контрольные вопросы.
- •6. Описание лабораторной установки и порядок проведения опыта
- •7. Рекомендации по планированию и проведению эксперимента.
- •8. Составление отчета.
- •9. Список литературы.
- •10. Рекомендации по технике безопасности.
- •Лабораторная работа № 3. Приготовление растворов различных концентраций.
- •2. Рабочее задание:
- •3. Общие сведения
- •3.1. Способы выражения концентрации растворов.
- •3.1.1. Массовая доля растворенного вещества ()
- •3.1.2 Молярная концентрация.
- •4. Объект исследования.
- •5. Контрольные вопросы.
- •6. Описание лабораторной установки и порядок выполнения опыта.
- •Лабораторная работа № 4. Электролиз растворов
- •3. Общие сведения.
- •Катодные процессы в водных растворах
- •Анодные процессы в водных растворах
- •4. Объект исследования.
- •5. Контрольные вопросы.
- •6. Описание лабораторной установки и порядок выполнения опыта.
- •Лабораторная работа № 5. Коррозия металлов и сплавов и методы защиты металлов от коррозии.
- •3.Общие сведения:
- •3.1. Защита металлов от коррозии.
- •4. Объект исследования.
- •Контрольные вопросы.
- •6. Описание лабораторной установки и порядок выполнения опыта.
- •Лабораторная работа №6 Основные классы неорганических соединений
- •3.Общие сведения:
- •3.1 Классификация неорганических соединений
- •3.2 Структурные формулы
- •3.3. Химические свойства оксидов
- •3.4. Химические свойства оснований
- •3.5. Химические свойства кислот
- •4. Объект исследования.
- •5.Контрольные вопросы.
- •6. Описание лабораторной установки и порядок выполнения опыта.
- •I часть. Получение оксидов и гидроксидов
- •II часть. Получение солей
- •Номенклатура кислот и их солей
- •VI. Рекомендации по планированию и проведению эксперимента
- •VII. Составление отчета
- •Лабораторная работа № 7. Очистка сточных вод.
- •3. Общие сведения:
- •3.1 Методы и оборудование для очистки сточных вод.
- •3.2 Метод ионного обмена.
- •3.3 Мембранные методы очистки сточных вод.
- •3.4 Электродиализ.
- •3.5 Биологическая очистка сточных вод.
- •4. Объект исследования.
- •5.Контрольные вопросы.
- •Меры безопасности и правила поведения в лабораториях химии
- •Подготовка химических опытов
- •Проведение химического опыта
- •Общие требования к поведению студентов в лаборатории химии
- •Работа с веществами и растворами
- •Обращение с нагревательными приборами, нагревание
- •Работы после окончания химических опытов
- •Первая помощь при повреждениях, вызванных химикатами, и при ожогах
Катодные процессы в водных растворах
Электрический ряд напряжений металлов |
||
Li, K, Ca, Na, Mg, Al |
Mn, Zn, Fe |
Ni, Sn, Pb Н2 Cu, Ag, Pt, Au |
2Н2O+ 2e→ Н2+2OHֿ
Меn++nОН-= =Ме(ОН)n-католит
|
Выделяется Н2 или Ме |
Men++ne-=Me0
|
Характер реакций, протекающих на аноде, зависит от природы аниона и материала анода. Аноды подразделяются на нерастворимые и растворимые.
Нерастворимые аноды изготавливаются из угля, графита, платины, иридия, при электролизе они служат лишь передатчиками электронов. Анионы бескислородных кислот (S2-, I-, Вг-, Сl-) при их достаточной концентрации окисляются довольно долго:
2 Сl--2е→С12
2Вг--2е→Вг2
Если же раствор содержит анионы кислородных кислот (например, SO42-,NO3-, СО22-, РО43-), то на аноде окисляются не эти ионы, а молекулы воды:
2Н2О-4е→О2 + 4Н+
Если растворимые аноды изготавливаются из меди, серебра, цинка, кадмия, никеля, железа (в определенных условиях нерастворимыми становятся и аноды из железа, никеля, свинца), при электролизе они окисляются сами.
Me - ne→ Me n+
Рассмотренные правила сведены в таблицу 2:
Таблица 2.
Анодные процессы в водных растворах
Анод |
Кислотный остаток Асm- |
|
|
Бескислородный |
Кислородосодержащий |
Растворимый |
окисление металла анода Me0 - ne→Men+ анод раствор |
|
Нерастворимый |
Окисление анионов кроме фторидов Ас m-- me →Ас0 |
В щелочной среде: 4ОН--4е→О2+2Н2О В кислой и нейтральной: 2Н2О-4е→О2 + 4Н + |
Анионы по их способности окисляться располагаются в следующем порядке J-, Br-, S2- , Сl- , ОН- , SO42- , NO3- , F- |
Решение типовых задач
Задача 1. Написать уравнение электролиза раствора KCl, если анод нерастворимый.
Решение: KCl↔K+ +Cl-
Катод (-) Анод (+)
2H2O+2e↔ H2↑+2OH 2Cl-2e↔Cl2
Суммарное ионное уравнение:
2Н2О + 2С1 → Н2↑ + С12↑ + 2ОН-
Суммарное молекулярное уравнение:
2КС1 + 2Н2О→ 2Н2↑ + С2↑+ 2КОН
Вторичный продукт электролиза
Задача 2. Написать уравнение реакции электролиза водного раствора AgNO3, если
а) анод нерастворимый;
б) анод растворимый, серебряный.
Решение:
а) анод нерастворимый AgNO3↔ Ag + + NO3-
катод(-)…………………………………….анод(+)
Ag++1e→Ag0 2H2O-4e→O2+4H+
Суммарное уравнение процессов:
4AgNO3 + 2H2O→4Ag + О2+4HNO3
Вторичный продукт электролиза
б) анод растворимый, серебряный
катод(-) анод(+)
Ag++1e→Ag Ag0-1e→Ag+
Суммарное уравнение электролиза с растворимым анодом написать нельзя.
Расчет количества веществ, разложенных или образовавшихся в процессе электролиза, производится по закону Фарадея. Теоретически массы веществ, испытавших изменение при электролизе, определяются
Q – количество прошедшего электричества
m – масса вещества, г.
- химический эквивалент вещества, г.
J – сила тока, А
- время электролиза, сек.
Пример: Сколько меди выделяется при пропускании через раствор ее соли тока силой 6А, в течение 1 часа, если выход по току составляет 98%?
m(Си)факт = m(Си)теор*0,98 =(Cu)*J*τ*0,98 /96500= 32*6*3600*0,98/96500 =7г..
Следовательно, на катоде выделится 7 грамм меди.