Завдання 11

Гальванічні елементи.

Відповідь:

Гальванічний елемент – хімічне джерело електричного струму, названий на честь Луїджі Гальвані. Принцип дії гальванічного елемента заснований на взаємодії двох металів через електроліт, що приводить до виникнення в замкнутій ланцюга електричного струму. Це первинні хімічні джерела електричного струму, які за незворотності протікають в них реакцій, неможливо перезарядити. Дія будь-якого гальванічного елемента заснована на протіканні в ньому окислювально-відновної реакції. У простому випадку гальванічний елемент складається з двох пластин або стержнів, виготовлених з різних металів і занурених у розчин електроліту. Така система робить можливим просторовий поділ окислювально-відновлювальної реакції: окислення протікає на одному металі, а відновлення – на другому. Таким чином, електрони передаються від відновлювача до окислювача по зовнішньому ланцюзі.

Типи:

Вугільно-цинкові елементи (марганець-цинкові) – використовується пасивний (вугільний) колектор струму в контакті з анодом з двоокису марганцю (MnO2), електроліт з хлориду амонію і катодом з цинку. Електроліт знаходиться в пастоподібному стані або просочує пористу діафрагму. Такий електроліт мало рухливий і не розтікається, тому елементи називаються сухими.

Лужні елементи – використовується анод з MnO2 і цинковий катод з розділеним електролітом. Відмінність лужних елементів від вугільно-цинкових полягає в застосуванні лужного електроліту, внаслідок чого газовиділення при розряді фактично відсутнє, і їх можна виконувати герметичними.

Ртутні елементи – використовується оксид ртуті (HgO). Катод складається з суміші порошку цинку та ртуті. Анод і катод розділені сепаратором і діафрагмою, просоченої 40% розчином лугу. Так як ртуть дефіцитна і токсична, ртутні елементи не слід викидати після їх повного використання. Вони повинні надходити на вторинну переробку.

Срібні елементи – мають "срібні" катоди з Ag2O і AgO.

Літієві елементи – застосовуються літієві аноди, органічний електроліті катоди з різних матеріалів. Так як літій володіє найвищим негативним потенціалом по відношенню до всіх металів, літієві елементи характеризуються найбільшим номінальною напругою при мінімальних габаритах.

Завдання 12

Гідроксиди (основні, амфотерні). Їх хімічні властивості.

Відповідь:

Основні гідроксиди містять гідроксид-іони, які можуть заміщатися на кислотні залишки при дотриманні правила стехіометричної валентності. Всі основні гідроксиди знаходяться в орто-формі; їх загальна формула М(ОН)n, де n = 1,2 (рідше 3,4) і Мⁿ⁺ – катіон металу. Найважливішою хімічною властивістю основних гідроксидів є їх взаємодія їх між собою з утворенням солей (реакція сольових виступів), наприклад:

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O

Ca(OH)2 + 2H2SO4 = Ca(HSO4)2 + 2H2O

2Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca2SO4(OH)2 + 2H2O

Існують гідроксиди, які здатні вступати у взаємодію, і утворювати солі не тільки з кислотами, але й з основами. Такі гідроксиди називаються амфотерні. Прикладом можуть бути Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃, Be(OH)₂, Ge(OH)₂, Рb(OH)₂. 

Хімічні властивості амфотерних гідроксидів

Основні	Кислотні
Zn(OH)2 + 2НCl = ZnCl2 + 2H2O цинк хлорид	при сплавленні:  Zn(OH)2 +2КOH = К2ZnO2 + 2H2O калій цинкат
2Al(OH)3+3Н2SO4 =Al2(SO4)3 +6H2O алюміній сульфат	Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O натрій метаалюмінат
	у розчинах: Al(OH)3 + 3NaOH  =  Na3[Al(OΗ)6]  натрій гексагідроксоалюмінат