химический каталог




Физическая химия

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

лужащую для подсоединения электрода к измерительной схеме. Перед измерениями электрод либо поляризуют попеременно катодным и анодным током, либо обрабатывают электрод горячими растворами азотной кислоты или хромовой смесью, а затем 10 %-й щелочью.

Получили применение также тонкослойные платиновые электроды, представляющие собой стеклянную трубку, покрытую в нижней части тонким слоем платины. Для измерения окислительного потенциала используют и стеклянные полупроводниковые электроды с электронной функцией.

Работа 2. Исследование элемента Даниэля — Якоби

Элемент Даниэля — Якоби (рис. IX. 24) относится к числу обратимых химических гальванических элементов с переносом и состоит из электродов 1-го рода — цинкового и медного:

СИ [ Zn } ZnS041 CuS04 [ СИ.

На электродах происходят реакции:

восстановление меди — CU2+ + 2е СИ;

окисление цинка — Zn Zn2+ + 2е.

Суммарная реакция, протекающая в элементе, описывается уравнением:

Zn + CU2* 4=fc Zn2+ + CU.

Э.д. с. элемента равна алгебраической сумме потенциалов медного (АСИ2+(Р) и цинкового (Л^З+ф) электродов и диффузионного потенциала <рд на границе двух растворов:

Е = ?° + lg (flCu*+/aZn2+) + ДФД (1Х-129)

Для целей приближенного исследования, выполняемого в настоящей работе, делаются следующие допущения:

поскольку в качестве солевого моста применяют насыщенный хлорид калия, диффузионный потенциал считается элиминированным;

значения коэффициентов активности ионов меди и цинка принимаются равными единице.

РИС. IX. 24. ля — Якоби.

Гальванический элемент ДаннэСа

C11SO4

Тогда приближенная формула для расчета э. д. с. имеет вид:

Е = ?° + 1/40 lg (cCn2+/cZn2+)- (IX. 130)

Первая задача настоящей работы — исследование влияния концентрации растворов CuS04 и ZnS04 на э.д. с. элемента.

Прежде чем приступить к измерениям, следует тщательно вымыть сосуды для электродов и сполоснуть их сначала дистиллированной водой, а затем раствором, который будет залит в сосуды. Так как на значении потенциала электрода сказывается н состояние поверхности электрода, то перед измерением необходимо освежить поверхность обоих электродов, а именно: электролитически покрыть медью медный электрод и амальгамировать цинковый электрод.

Для амальгамирования предварительно зачищенный наждачной бумагой цинковый электрод погружают в раствор нитрата ртути (I) (1 %), подкисленный азотной кислотой, а потом в металлическую ртуть. Оставшиеся на поверхности электрода капли ртути осторожно растирают фильтровальной бумагой (следить,, чтобы ртуть не попала на кожу!), добиваясь получения равномерной ? блестящей амальгамированной поверхности. Все эти операции производят в специально отведенном месте на подносе так, чтобы капли ртути не могли попасть на пол и одежду.

Медный электрод сначала зачищают наждачной бумагой до блеска (не употреблять ту бумагу, которой зачищали цинковый электрод!), затем помещают в электролитическую ванну с медным купоросом (состав ванны: 200 и 50 г/дм2 CuS04 и H2S04). В качестве второго электрода обычно берут медную проволоку или пластину. Электролиз ведут до тех пор, пока погруженная в раствор часть электрода не покроется матовым розовым слоем меди. Подготовленные таким образом электроды рекомендуется сразу же погрузить в соответствующие сосуды, заполненные растворами цинка и меди. Электродные сосуды соединяют между собой через сосуд, заполненный насыщенным раствором хлорида калия и включают ячейку в компенсационную схему, приведенную на рис. IX. 15.

Вначале измеряют э. д. с. элемента с растворами 1 М CuS04 и ZnS04. Затем, поочередно разбавляя растворы, производят остальные измерения. Для разбавления растворов от 1 до 0,1 М следует воспользоваться пипеткой на 5 см3 и мерной колбой на 50 см3, предварительно проверив относительную калибровку пипетки и колбы.

Э. д. с. нужно измерить при следующих молярных концентрациях растворов:

CuS04 1,0 0,1 1,0 0,1

ZnS04 1,0 1,0 0,1 0,1

Как видно из уравнения (IX. 130), десятикратное разбавление растворов сульфатов меди и цинка по-разному изменяет значение э.д. с. Уменьшение концентрации CuS04 должно уменьшить, а уменьшение концентрации ZnS04 — увеличить э. д. с. по сравнению с той, которая была получена с 1М растворами. Тогда, когда оба раствора разбавлены одинаково, значение э. д. с. должно приближенно совпасть со значением первого измерения для обоих 1 М растворов.

Для сопоставления результатов экспериментального определения э.д.с. с теми значениями, которые предсказывает теория, вычислим э. д. с. для всех вариантов концентраций. По-прежнему считаем, что диффузионный потенциал элиминирован. Кроме того, условно примем, что активности ионов равны средней активности соответствующих солей. Тогда уравнение (IX. 129) примет вид:

Е = ?° + %Ь lg (cCuSo4/CznS04) + Vi* ^ (Уе ± СиЗоЛ ± ZnSoJ

Приводимые в справочниках [Справочник химика, т. 3. Л., -«Химия», 1964.] значения средних коэффициентов активности обычно даются в моляльной шкале (ут±)- Для нахождения этих величин в молярной шкале (ус±) воспользуемся уравнением (VII. 36):

1п Ус ± в 1п Ут ± - 1п (Р/Ро + cMa/1000p0).

Экспериментальные и расчетные данные следует представить Б виде таблицы:

CCuS04 Ym ± CuS04 vc ± CuSQ4 CZnS04 Ym ± ZnS04 Vc ± ZnS04 ?теор F

ЭКСП

Вторая часть работы состоит в определении электродных потенциалов медного и цинкового электродов. Для этой цели пользуются теми же электродами, что и в первой части работы, а в качестве стандартного электрода сравнения применяют насыщенный каломельный электрод.

Измерение потенциалов медного и цинкового электродов необходимо провести как для соответствующих 1 М, так и для 3,1 М растворов. Соединительным раствором между электродами и в этом случае является насыщенный хлорид калия. Таким образом, гальванические элементы составляют по следующим схемам:

Hg [ Hg2CI2, KCI j CuS04 j Cu; Zn | ZnS041 KCI, Hg2Cl21 Hg.

Определив значение э.д. с. для двух концентраций растворов (Ј"i и ?2), вычисляют электродные потенциалы медного и цинкового электродов по формулам:

Работа 3. Определение произведения растворимости методом э. д. с.

Произведение растворимости (ПР) можно рассчитать по нормальным электродным потенциалам [см. уравнение (IX. 78)]. Здесь мы рассмотрим экспериментальный метод определения ПР какой-либо труднорастворимой соли, например, хлорида серебра.

Для этой цели можно воспользоваться гальваническим элементом типа:

Ag | AgCl. КС1 (0,Ш или 0,ОШ)|КЖ>з, AgN031 Ag.

п . i

Рассматривая э. д. с. этого элемента как разность электродных потенциалов двух серебряных электродов, получаем соглао-но (IX. 47)*:

где I и II — фазы растворов у правого и левого серебряных электродов; flAg+ И flAg+ — активности ионов серебра в растворах I и II.

Произведение растворимости AgCl по уравнению (IX. 76) равно:

ПР=а. +а

Отсюда:

*-*««(eci4,*/nP>

Заменим активности произведениями концентраций на коэффициенты активности, принимая во внимание, что с большей: точностью cЈr = cЈcv так как концентрация AgCl в растворе II

страница 169
< 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
чугунные радиаторы отопления в москве
купить дачу в рассрочку
обучение аудиторов в челябинске
Акция KNS - Кликни и закажи со скидкой. Промокод "Галактика" - DEM-315GT - федеральный супермаркет офисной техники.

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
(07.12.2016)