Практична робота № 5

Тема: Розв'язок вправ і задач на загальні властивості металів.

Мета: Придбати практичні навики по розвязанню вправ та задач, використовуючи загальні властивості металів.

План.

1. Здійснення схем перетворення з використанням іонних реакцій.

2. Складання схем електролізу та ЕДС сполук металів.

3. Рішення задач з використанням загальних властивостей металів.

Методичні вказівки.

Чисті метали в твердому стані – це кристали, в яких частинки речовини розміщені в визначеному геометричному порядку, утворюючи кристалічну решітку вузлах якої знаходяться позитивно заряжені іони і нейтральні атоми, а між ними переміщуються вільні електрони.

Всі мелали, за вийнятком ртуті, при н.у. – тверді речовини. Більшість металів мають білий серебристий колір, не прозорі. Цезій та золото – жовтого кольору, мідь – жовто-червоного.

Важливими фізичними властивостями металів являються електропровідність та теплопровідність, які обумовлюються наявністю в металах вільних електронів.

Найбільшу електропровідність мають срібло, потьм мідь, золото, хром, алюміній, магній.

З механічних властивостей для металів характерні пластичність, здатність куватися, тягучість.

Пластичність – це властивість металів деформуватися без тріщин, під дією певного навантаження.

Ковкість – це властивість металів деформуватися без тріщин під дією темпиратури нижче температури плавління металів.

Тягучість – це здатність металів витягуватися в нитку.

Загальною, характерною лише для металів, хімічною властивістю є властивість лише віддавати електрони, перетворюючись в вільні, позитивно заряджені іони:

Ме - ne Ме

Здатність віддавати електрони виражена у металів по-різному.Міроюміцності звязку електронів в атомах є енергія іонізації. Найменшу енергію іонізації мають лужні метали, тому вони являються енергічними відновниками.

Відновні властивості металів вступати в реацію з різними окисниками:неметалами, кислотами, солями менш активних металів.

По ступеню легкості віддачі електронів в розчинах мелали розміщують в ряд стандартних електродних потенціалів.

L i K Ca Na Mg AI Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb

H₂ Cu Hg Ag Pt Au

Посилення відновних властивостей.

Метали, які розміщенні в ряду напруги після водню, не витіснюють водень з розчинів кислот.

Приклади.

Задача 1.

В розчин CuSO₄ обємом 250 см³ помістили залізну пластинку масою 40 г. Визначить масу міді, яка виділилася, та молярну концентрацію сульфата заліза (2) в утвореному розчині, якщо після реакції маса пластинки стала рівною 42 г.

Розвязання.

Д ано:

V(CuSO₄) = 250cм³ 1)Реакція взаємодії заліза з сульфатом міді:

m₁(Fe) = 40г СuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

m₂(Fe) = 42г 1моль 1моль 1моль 1моль

М = 160г/моль; М = 56г/моль; М = 152г/моль; М = 64г/моль

m(Cu)- ? m = 160г; m = 56г; m = 152г; m = 64г

Cm(FeSO₄)-? 2) З рівняння реакції видимо, що при виділенні на залізнії пластинці 1 моль міді 1 мользаліза переходить в розчин і маса пластинки збільшується на:

m(Cu) - m(Fe) = 64 – 56 = 8г

з умови задачі маса пластинки збільшується на 2г: 42 – 40 = 2г.

3) Визначимо, скільки виділилося міді на залізний пластинці:

=2  64/8 = 16г

4)Знайдемо молярну концентрацію розчину FeSO₄:

См = m/MV

(Cu) = m/M = 16/64 = 0,25моль

(Сu) = (FeSO₄) = 0,25

m(FeSO₄) =   M = 0,25  152 = 38г

См = 38/152  0,25 = 1 моль/дм³

Відповідь: m(Cu) = 16г; См(FeSO₄) = 1моль/дм³

Задача 2.

Визначить час, необхідний для отримання 100 г металічного натрію при електролізі розплаву хлорида натрія, якщо сила струму 2000 А, а вихід по струму 50%.Скільки дм³ хлору при цьому виділиться ?

Розвязування:

Д ано:

m(Na) = 100г 1) При електролізі розплава хлорида натрія на електродах

l = 2000A протікають процеси:

г = 50% = 0,5 На катоді  Na⁺ + e  Na⁰; На аноді  2СI^- – 2e  CI⁰

Тобто 2NaCI = 2Na + CI₂

Т-? 2) Визначимо еквівалент Na; E_(Na) = A/B = 23/1 = 23

V(CI)-? 3) Визначимо еквівалентний обєм CI₂: Е_V(CI2) = 22,4/2 = 11,2дм³

4) Визначимо час, необхідний для отримання 100г металічного натрію: Т = m  F/E_Na  I.

де F = 96500

Т = 100  96500/23  2000  0,5 = 419,5 (с) = 7хв.

5)Визначимо обєм хлора: V_(CI2) = E_V(CI2)  I  T/F

V_(CI2) = 11,2  2000  419,5  0,5/96500 = 48,6дм³

Або

V_(CI2) = E_V(CI2)  m_Na/E_Na = 11,2  100/23 = 48,6дм³

Відповідь: Т = 419,5с; V_(CI2) = 48,6 дм³