Экспериментальная часть

Опыт 1. Изготовление медно-цинкового гальванического элемента.

В одно колено U-образной трубки налить 1М раствор сульфата меди и опустить медную пластинку, в другое колено налить 1М раствор сульфата цинка и опустить цинковую пластинку. Опущенные в растворы пластинки соединены с гальванометром металлическим проводником. Растворы в U-трубке разделены полупроницаемой перегородкой (асбестовой нитью, пропитанной КСl).

Показания гальванометра указывают на возникновение электрического тока, обусловленного различной величиной электродных потенциалов Е⁰_Zn/Zn²⁺ и E⁰_Cu/Cu²⁺

Выписать значения стандартных электродных потенциалов медного и цинкового электродов и определить, какой электрод будет являться анодом, а какой - катодом. Определить знаки электродов.

Составить краткую электрохимическую схему. Написать электронные уравнения процессов, протекающих на электродах и суммарное уравнение окислительно-восстановительного процесса, в результате которого получается электрический ток в данном гальваническом элементе.

На схеме указать направление движения частиц, обуславливающих электрический ток во внешней и внутренней цепи гальванического элемента.

По выписанным значениям стандартных электродных потенциалов вычислить Э.Д.С. медно-цинкового гальванического элемента.

Изменяется ли Э.Д.С. гальванического элемента, если взять растворы солей не 1М , а 0,1 М концентрации? Вывод подтвердить расчетами.

Опыт 2. Электролиз водных растворов солей с нерастворимым анодом.

а) Электролиз раствора иодида калия.

Налить в электролизер на 2/3 его объема раствор иодида калия и добавить в оба колена по 2 капли раствора фенолфталеина. Перемешать раствор стеклянной палочкой. Опустить в оба колена электролизера графитовые электроды и подключить их к сети через выпрямитель электрического тока.

Почему на катоде не выделяется металлический калий? Появление каких ионов в процессе электролиза обуславливает окрашивание в малиновый цвет индикатора в катодном пространстве? Написать уравнение катодного процесса.

Что произошло на аноде? Написать уравнение анодного процесса. По окончании опыта промойте анод раствором тиосульфата натрия для удаления йода, а затем дистиллированной водой. Йодные остатки слейте в специальную банку.

б) Электролиз раствора сульфата натрия.

Налить в электролизер на 2/3 объема раствор сульфата натрия , опустить электроды, подключить их к источнику тока через выпрямитель. Через 1-2 мин определить рН растворов в обоих коленах U- образной трубки при помощи универсальной индикаторной бумаги.

Что происходит на обоих электродах? Как изменились окраски индикатора в обоих коленах электролизера? Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе водного раствора сульфата натрия. Какой газ выделяется на катоде, на аноде?

Опыт 3. Электролиз соли меди с угольным анодом.

Налить в электролизер раствор сульфата меди. Опустить в него угольные электроды и соединить их источником постоянного тока. Пропустить ток в течение нескольких минут. Затем, прекратив электролиз, вынуть и рассмотреть катод. Отметить, что он покрылся медью. Написать уравнения реакций, происходящих у анода и катода. Какой газ выделяется у анода?

Электрод, покрытый медью, сохранить для следующего опыта.

Опыт 4. Электролиз соли меди с медным анодом.

Опустить в одно колено электролизера графитовый электрод и соединить его с отрицательным полюсом источника тока (катодом). В другое колено опустить электрод, покрытый медью: оставленный после опыта 2, и присоединить его к положительному полюсу источника тока. Наблюдать, что происходит в процессе электролиза с электродами. На каком электроде происходит окисление? На каком — восстановление?

Написать уравнения соответствующих реакций.

Примечание: после проведения опытов по электролизу почистить электроды наждачной бумагой и промыть дистиллированной водой