химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

здат, 1965.

В качестве примера рассмотрим медно-цинковый элемент (рис. 1). Левая часть сосуда, разделенного диафрагмой Г, заполнена раствором сульфата цинка ZnS04, правая — раствором сульфата меди CuS04. В раствор ZnS04, диссоциирующий на ионы Zn2+ и SO|~, опущена цинковая пластинка, а в раствор CuS04, диссоциирующий на ионы Си2+ и S01", — медная. В результате взаимодействия между электродом (пластинкой) и раствором * электрод приобретает электрический заряд. Разность потенциалов между электродом и раствором называют электродным потенциалом; величина и знак его {+ или —) зависят от природы металла и раствора, в котором он находится.

В рассматриваемом нами случае цинковая пластинка заряжается отрицательно, а медная — положительно. Если цинковую и медную пластинки соединить проводником электричества, то электроны с цинковой пластинки устремляются по нему к медной, в цепи появляется электрический ток, который может быть измерен гальванометром g.

Уменьшение числа электронов в цинке при этом компенсируется переходом в раствор положительных ионов цинка, т. е. растворением цинкового электрода:

Zn — 2е~ Zn2+

Это — процесс окисления. Увеличение числа электронов в меди, в свою очередь, компенсируется разряжением ионов меди, находящихся в растворе, и осаждением металлической меди на медном электроде:

Си2+ + 2е~ -* Си

Это — процесс восстановления.

Пористая перегородка (диафрагма) позволяет ионам соли свободно перемещаться из одного раствора в другой.

При переходе в раствор одного грамм-атома цинка (т. е. 6,02 X X 1023 атомов) по наружной цепи пройдет 2 • 6,02 • 1023 электронов, или 2 • 1,60 ? 10~19 -6,02 • 1023 к =2-96 500 /с, или 2 фарадея. В то же время на медной пластинке выделится 6,02 -1023 атомов. В целом в элементе происходит следующая реакция:

Zn + Cu2+ -> Zn2+ 4- Си

или

Zn 4- CuS04 -> Си 4- ZnS04

Следовательно, в рассмотренном нами элементе (элемент Якоби — Даниэля) цинковый электрод является анодом, а медный — катодом. Распределение знаков заряда электродов обратное тому, которое имеет место при электролизе, так как процессы, протекающие при работе гальванического элемента, в принципе обратны процессам, протекающим при электролизе: в гальваническом элементе за счет химической окислительно-восстановительной реакции получается ток, а при электролизе подводимый извне электрический ток осуществляет окислительно-восстановительную реакцию; в гальваническом элементе на катоде происходит окисление, а на аноде восстановление, при электролизе, наоборот, — на катоде восстановление, а на аноде окисление.

Для количественной характеристики окислительно-восстановительных процессов пользуются величинами электродных потенциалов, т. е., как уже было сказано, величиной разности потенциалов между металлом и раствором его соли.

Измерить непосредственно электродный потенциал не представляется возможным, поэтому условились определять электродные потенциалы по отношению к так называемому нормальному водородному электроду, потенциал которого принят равным нулю.

Для определения нормальных (или стандартных) электродных потенциалов используют элемент, изображенный на рис. 2. В нем один электрод изготовлен из испытуемого металла (или неметалла), а другим является водородный электрод. Измеряя разность потенциалов на полюсах элемента, находят нормальный потенциал исследуемого металла.

Опишем подробнее действие рассматриваемого элемента.

В сосуде Л находится раствор ZnS04 (с активностью ионов цинка 1 г-ион/л) и цинковый электрод, в сосуде В — раствор серной кислоты (с активностью ионов водорода, равной 1 г-ион/л) и платиновая пластинка, покрытая платиновой чернью. В сосуд В через боковую трубку пропускают водород, который адсорбируется на пластинке, вследствие чего она ведет себя так, как будто бы она сделана из водорода. Поэтому полуэлемент В и называют нормальным водородным электродом.

Отводные трубки из сосудов Л я В опущены в сосуд С с раствором хлорида калия. Последний служит для устранения так называемого диффузионного потенциала, т. е. потенциала, возникающего на границе двух растворов.

Если соединить электроды металлическим проводником, то электроны будут двигаться от цинка к платине, где они поглощаются ионами Н+. Цинковая пластинка при этом заряжена отрицательно, а платиновая — положительно. На отрицательном электроде:

Zn — 2е~ Zn2+

На положительном электроде:

2Н+ + 2<г^Н2

Разница напряжений равна 0,763 в. Ее обозначают условно знаком минус (—0,763 в),

В гальваническом элементе идет такой окислительно-восстановительный процесс:

Zn + H2S04 Н2 -f ZnS04

ТВ.

газ

раств.

или Zn + 2H^2n2f + H2

тв. раств. раст. газ

Здесь ионы водорода — окислитель, цинк — восстановитель.

Заменим в сосуде А раствор ZnS04 раствором MgS04 и погрузим в него пластинку Mg. Второй полуэлемент (В) оставим без изменения. Теперь по проводнику электроны будут двигаться от магния к платине, так как пластинка Mg оказывается заряженной более отрицательно, чем платиновая. Разниц

страница 55
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стойка под телевизор своими руками
сетка волейбольная с антеннами
огораждения на блоках фбс
пикник концерты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.04.2017)