Практическая часть

Опыт №1

а) Берём два стакана. В один наливаем 1м раствор ZnSO₄, в другой 1м раствор CuSO₄. В растворы солей опускаем соответствующие электроды, соединяем их солевыми мостиками.

ε = 1,06В

б) Берём два стакана в один наливаем CdSO₄, опускаем кадмиевый электрод, соединяем солевыми мостиком.

ε = 0,74В

в) смешиваем CdSO₄ и ZnSO₄ по 0,1м, опускаем соответствующие электроды , соединяем солевыми мостиками

ε = 0,34В

Опыт №2

Наливаем в U-образную трубку 5% раствор KJ, добавляем в него фенолфталеин. Окраска не меняется. Вставляем графитовые электроды. В прикатодном пространстве - малиновая окраска, в анодном пространстве стекает рыжее вещество.

Опыт №3

Наливаем в U-образную трубку 0,5м раствор Na₂SO₄, добавив в него 3-4 капли лакмуса. Лакмус фиолетовый. Вставляем графитовый электрод. На катоде и аноде выделяется газ. В прикатодном пространстве окраска краснеет, в прианодном синеет.

Опыт №4

Наливаем в U-образную трубку 5% раствор СuCl₂, вставляем графитовый электрод. Присоединяем к источнику постоянного тока и пропускаем ток 5мин. На аноде выделяется газ, на катоде оседают твёрдые вещества. Вставляем накрахмаленную бумажку – синий цвет.

Опыт №5

В стакан ёмкостью 300мл наливаем 20%-ый раствор H₂SO₄. Помещаем в него активный электрод, пропускаем ток 5мин. На катоде выделяется газ. Анод растворяется. Раствор синеет.

Обсуждение результатов

Опыт №1

а) Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu

Zn + Cu²⁺ = Zn² + Cu

Zn²⁺+2e = Zn φ₀ = -0,76

Cu²⁺+2e = Cu φ₀=0,34

Ε=0,34+0,76=1,1В

б) Cd⁰|Cd²⁺||Cu²⁺|Cu

Cu²⁺+2e=Cu φ₀ = 0,34

Cd²⁺+2e=Cd φ₀ = -0,4

ε=0,34 – (-0,4) = 0,74В

ΔG = -142,8 кДж/моль

в) Zn|Zn²⁺||Cd²⁺|Cd

Zn²⁺+2e=Zn φ₀ = -0,76

Cd²⁺+2e=Cd φ₀ = -0,4

ε=-0,4 – (-0,76) = 0,36В

Опыт №2

KJ ↔ K⁺+J^-

Катод ( - ): 2H₂O +2e = H₂+2OH^- φ₀ = -0,83

Анод ( + ): 2I – 2e = I₂ φ₀ = -0,54

Жёлтая окраска у анода соответствует образованию йода, малиновая окраска у катода - KOH.

Опыт №3

Na₂SO₄↔2Na⁺+SO^2-₄

Возможные реакции на катоде:

Na⁺+e = Na φ₀ = -2,71

2H₂O + 2e = H₂+2OH^- φ₀ = -0,83

SO₄^2-+ H₂O +2e = SO₃^2- +2OH^- φ₀ = -0,93

На аноде:

2SO₄^2- - 2e = S₂O₈^7- φ₀ = 2,01

2 H₂O – 4e = O₂+4H⁺ φ₀ = 1,23

К ( - ): 2H₂O + 2e = H↑+2OH^-

A ( + ): 2H₂O – 4e = O₂+4H⁺

Синий цвет раствора обусловлен образованием раствора NaOH, красный - H₂SO₄.

Опыт №4

CuCl₂ ↔ Cu²⁺+2Cl^-

К ( - ): Cu²⁺+2e = Cu – красный слой на аноде

A ( + ): 2Cl^- – 2e = Cl₂ – фиолетовая окраска бумажки

Опыт №5

H₂SO₄ ↔ 2H⁺+SO₄^2-

На катоде:

SO₄^2-+ H₂O +2e = SO₃^2- + 2OH^- φ₀ = -0,43B

2H⁺+2e = H₂

Cu²⁺+2e=Cu φ₀ = 0,34B

На аноде:

Сu – 2e = Cu²⁺ φ₀ = 0,34B

2SO₄^2—2e = S₂O₃^2- φ₀ = 2,01B

2H₂O – 4e = O₂+4H⁺ φ₀ = 1,23B

Раствор синий из-за образования аквакомплекса [Cu(H₂O)₄]²⁺. От анода осадок, на катоде выделяется Cu⁺ - красный цвет.

Выводы

1. Проделав опыт, мы нашли значение ε.

2. Пропустив ток через раствор наблюдали образование вещества на электродах в зависимости от электродного потенциала.

3. Наблюдали электролиз сульфата натрия, когда пропустили ток, образовался синий цвет (NaOH), красный (H₂SO₄).

4. C помощью опытов 2, 3а, 3б выяснили активности металлов и неметаллов.