Опыт 1 Получение меди электролизом раствора. Определение электрохимического и химического эквивалентов меди
Приборы и материалы: весы аналитические, амперметр (постоянный ток 0…2 А), часы, источник постоянного тока, реостат, ключ, два медных электрода, батарейный стакан, провода соединительные, раствор медного купороса (насыщ.), промывалка, сушильный шкаф.
Взвесить одну из медных пластинок, которая будет катодом на аналитических весах. Затем собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке.
Отметив время, замыкают цепь и быстро устанавливают реостатом силу тока около 1…1,5 а. Через 10 – 15 минут ток выключают, вынимают пластинку, служившую в опыте катодом и, не касаясь руками отложившегося слоя меди, осторожно ополаскивают ее дистиллированной водой, а затем протирают осторожно ваткой, смоченной спиртом, и высушивают в сушильном шкафу. Снова тщательно взвешивают пластинку и определяют массу выделившейся меди.
Форма записи
Масса катода до опыта m1, г
Масса катода после опыта m2, г
Сила тока в амперах J, а
Время в секундах t, с.
Расчеты
1. Вычислить массу выделившейся меди (m = m2 – m1)
2. Вычислить электрохимический эквивалент по формуле k = m/Jt, где k – электрохимический эквивалент; J – сила тока в амперах; t – время в секундах; m – масса выделившейся меди (в мг).
3. Вычислить химический эквивалент меди по формуле m = = Э/96500× Jt; Э = 96500m/Jt.
4. Подсчитать процент ошибки П = (Этеор – Ээксп/Этеор)×100 %.
Теоретическая часть Никель Физические и химические свойства
Физические свойства
При обычных условиях никель существует в виде -модификации, имеющей гранецентрированную кубическую решетку. Но никель, подвергнутый катодному распылению в атмосфере H2, образует -моди-фикацию, имеющую гексагональную решетку плотной упаковки, которая при нагревании выше 200 °С переходит в кубическую. Компактный кубический никель имеет плотность 8,9 г/см3 (20 °С), tпл 1453 °С; tкип около 3000 °С; удельная теплоёмкость при 20 °С 0,440 кдж/(кг-К). Никель – ковкий и тягучий металл, из него можно изготовлять тончайшие листы и трубки. Он подвергается всем видам механической обработки – ковке, прокатке, штамповке и хорошо сваривается. Предел прочности при растяжении 400…500 Мн/м2 (т. е. 40…50 кгс/мм2), предел упругости 80 Мн/м2, предел текучести 120 Мн/м2; относительное удлинение 40 %; модуль нормальной упругости 205 Гн/м2; твёрдость по Бринеллю 600…800 Мн/м2. В температурном интервале от 0 до 631 К никель ферромагнитен. Он входит в состав важнейших магнитных материалов и сплавов с минимальным значением коэффициента теплового расширения.
Химические свойства
В химическом отношении Ni сходен с Fe и Со, но также и с Cu и благородными металлами. Никель – металл средней активности. Поглощает (особенно в мелкораздробленном состоянии) большие количества газов (H2, CO и др.). Насыщение никеля газами ухудшает его механические свойства. Взаимодействие с кислородом начинается при 500 °С. В мелкодисперсном состоянии никель пирофорен (самовоспламеняется на воздухе). При нагревании никель соединяется с галогенами, образуя NiГ2. Сгорая в парах серы, даёт сульфид, близкий по составу к Ni3S2. С азотом никель не реагирует даже при высоких температурах (до 1400 °С). В жидком состоянии никель растворяет заметное количество С, выпадающего при охлаждении в виде графита. При выделении графита никель теряет ковкость и способность обрабатываться давлением. В ряду напряжений Ni стоит правее Fe, и поэтому медленнее, чем Fe, растворяется в разбавленных кислотах. По отношению к воде никель устойчив. Органические кислоты действуют на никель лишь после длительного соприкосновения с ним. Серная и соляная кислоты медленно растворяют его; разбавленная азотная кислота легко растворяет никель. При взаимодействии с кислотами образуются соли двухвалентного Ni. Сильные щёлочи на никель не действуют, но он растворяется в аммиачных растворах в присутствии (NH4)2CO3 с образованием растворимых аммиакатов, окрашенных в интенсивно-синий цвет. При повышенных температурах никель взаимодействует с SO2 и NH3. При действии CO на его тонкоизмельчённый порошок при нагревании образуется карбонил Ni(CO)4 . Термической диссоциацией карбонила получают наиболее чистый никель.