химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

рис. VIII. 12. Стеклянные трубки /, 2 и 3 снабжены кранами и соединены между собой короткими резиновыми трубками.

Рис. Vlll. 12. Сосуд для определения чисел переноса ионов К+ и С1":

/ — анодная трубка; 2 — катодная трубка; 3 — соединительная трубка; 4 — зажимы; 5 — кадмиевый электрод; 6 — медный электрод.

В одну из крайних трубок сосуда, например, в трубку 2, наливают до половины насыщенный раствор CuS04 (чтобы не загрязнять раствором стенки трубки, пользуются специальной воронкой с длинным носиком) и вставляют медный электрод. Затем приступают к заполнению прибора раствором 0,5 н. КС1. Для создания резкой границы между растворами CuS04 и КО это заполнение можно вести двумя способами.

I. Опускают в насыщенный раствор CuS04 медный электрод

и начинают вливать в трубку / раствор КО. После заполнения

трубки 1 раствор КО поступает в соединительную трубку 3. По

заполнении ее дальнейшее добавление раствора производят медленно и осторожно. Жидкость стекает по стенке в трубку 2, и

между растворами CuS04 и КО образуется резкая граница.

II. Погрузив медный электрод в насыщенный раствор CuS04)

с помощью пипетки медленно приливают в трубку 2 по стенке

раствор КО, пока не образуется слой высотой ?а 4 см. Закрепляют пробку с электродом, и дальнейшее заполнение ведут, как

и в первом способе, через трубку 3.

Затем в трубку 1 вставляют кадмиевый электрод (анод), который предварительно амальгируют [электрод быстро споласкивают в HN03 (конц.), затем погружают в раствор HgN03 и промывают дистиллированной водой]. Сосуд включают в схему, аналогичную приведенной на рис. VIII. 9 (перед началом работы установка должна быть проверена преподавателем). Ток включают при полностью введенном реостате, а затем доводят силу тока до 10—50 мА и пропускают его в течение 1,5—2 ч. При пропускании тока на электродах протекают следующие процессы:

иа аноде — Cd — 2е~ + 2СГ на катоде — Cu2+ + 2е~ —

Си.

CdCl2;

Для расчета чисел переноса необходимо знать изменение концентрации С1~-ионов и количество раствора в анодном пространстве. Исходную концентрацию определяют, титруя навеску в 2—4 г раствора КО (0,1 н.) раствором AgN03 (индикатор Ь<2Сг04). Для определения конечной концентрации после выключения тока выливают раствор из анодного пространства (сосуд 2) во взвешенную колбу, снова взвешивают ее и, тщательно перемешав раствор, оттитровывают 2—3 навески (по б—8 г) раствором AgNOj. Если масса раствора в анодном пространстве равна g, то увеличение количества зкв. С1~-ионов составляет:

«СГ (АНОД) = (F2 ~ V\) rAgN03'

где VI Н Уг — объемы (см3) раствора AgNOa, пошедшие на титрование g п раствора КС1, до и после пропускания тока; ГДЕМО3 —тнтр раствора AgN03, экв/см<*.

Определив с помощью кулонометра п — число экв осажденной меди, можно найти числа переноса, используя уравнения:

Глава IX

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

IX. 1. ОСНОВНЫЕ понятия

Гальваническим элементом называют электрохимическую систему, в которой за счет протекающих химических процессов совершается электрическая работа.

Гальванические элементы имеют разное назначение. Так, некоторые из них применяют в качестве источников постоянного тока, например, элементы Якоби — Даниэля, Лекланше, аккумуляторы. С другой стороны, изучение электродвижущей силы (э. д. с.) гальванических элементов (метод э. д. с.) широко используют во многих физико-химических исследованиях. Так,- по э. д. с. гальванического элемента можно определить изменение энергии Гиббса, происходящее в результате реакции, протекающей в элементе, а также соответствующие изменения энтропии и энтальпии. Метод з. д. с. также широко применяют при исследовании свойств растворов электролитов, например, при определении коэффициентов активности, констант протолитической диссоциации, рН водных и неводных растворов, в потенциомет-рическом и полярографическом анализе и т. п.

Гальванический элемент — это комбинация электронных и ионных проводников (одного или нескольких). В качестве примера рассмотрим гальванический элемент, представленный следующей схемой:

М

Металл 1 (электронный проводник I)

Ионный 1 Ионный проводник 1 1 проводник 2

Металл 2 (электронный проводник 2)

М

(D

При схематическом изображении гальванического элемента границу между металлом и электролитом, через которую идет ток при замыкании элемента, обозначают вертикальной сплошной линией, а границу между двумя растворами (жидкостное соединение), через которую также идет ток, — вертикальной штриховой. Буква М символизирует металлический провод, чаще всего медный; в дальнейшем при записи элементов обозна- к чения провода опускаются.

Элемент называют правильно разомкнутым, если на обоих концах его находится один и тот же проводник (металл М)*.

Разность электрических потенциалов на концах (полюсах) правильно разомкнутого элемента и представляет собой его з. д. с. В месте контакта проводника М с металлами 1 и 2 возникает контактная разность потенциалов, постоянная при данной температуре и входящая в э. д. с. элемента, как постоянное слагаемое.

Элемент (I) можно разделить условно на два полуэлемента, состоящих из металлического электрода и раствора. Любой полуэлемент можно записать в виде следующей схемы:

Ионный проводник | Металл (II)

Различают два основных типа гальванических элементов:

без жидкостного соединения — элементы без переноса; с жидкостным соединением — элементы с переносом.

На схеме I представлен элемент с переносом, так как в нем имеется непосредственный контакт двух ионных проводников — 1 и 2. Схема

С | СА { А (III)

описывает элемент без переноса. Здесь СА — электролит, С и А — электронные проводники 1 и 2**.

Так как электрический ток в металлах переносится электронами, а в растворах — ионами, то через границу металл—раствор ток проходит только в том случае, если на этой границе возможен процесс, позволяющий току «сменить» носитель электричества. Таким процессом является гетерогенная реакция, носящая название электрохимической или электродной реакции, в которой должны участвовать электроны металла и ионы раствора. В гальваническом элементе (III) такими электродными реакциями могут быть, например, следующие:

С_ zЈ=± С+ + е; (IX. 1) А_+е =f=fc А", (IX. 2)***

* Разность потенциалов между фазами различного состава (разными средами) не может быть экспериментально определена строго. Понятие электрического потенциала реально связано с однородной материальной средой. Экспериментально измеряемая разность электрических потенциалов всегда относится к двум образцам одного и того же металла (обычно меди), поэтому мы и говорим о правильно разомкнутом гальваническом элементе.

** Здесь и далее для простоты рассуждения рассматривается I — 1-элек-тролит СА.

*** Мы предполагаем здесь, что вещество А способно переходить в раствор в виде анионов А~. В действительности такой процесс идет сложнее. Позже мы рассмотрим реальные процессы, в которых в результате электродной реакции образуются анионы в растворе.

где е — электрон; чер

страница 141
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


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

 

 

Реклама
шашки такси в омске
CONDOR
Установка автосигнализации SOBR-GSM 120
поймай меня если сможешь мюзикл lkbntkmyjcnm

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
(09.12.2016)