Сегодня: 11 | 12 | 2019

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К выполнению лабораторно-практических занятий и самостоятельных работ по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» по теме Электрохимические методы исследования растворов электролитов

3. Электропроводность йодата калия (KIO3) была измерена при 25оС. Данные приведены ниже в таблице. Определите эквивалентную электропроводность йодата калия при бесконечном разбавлении.

Концентрация KIO3 , с, моль/л

λ ( KIO3 ), См см2/моль с поправкой на воду

0,00018265

113,07

0,00035295

112,61

0,00070430

111,91

0,00099845

111,45

0,0017117

110,55

0,0025362

109,78

0,0032859

109,19

0,0039118

108,78

3. Какое заключение может быть сделано о полноте диссоциации перхлората кадмия (Cd(ClO4)2) в разбавленном водном растворе при 25оС из приведенных ниже данных по его эквивалентной электропроводности.

Концентрация Cd(ClO4)2, с, моль/л

λ Cd(ClO4)2 ,См см2/моль

0,1

92,64

0,08

94,21

0,06

96,22

0,04

98,93

0,02

103,30

0,01

107,15

0,005

110,45

0,001

115,74

В значения, приведенные в таблице, были внесены поправки на гидролиз. Подсказка: постройте график зависимости λ = f(√c).

2. Лабораторная работа №2. Химические источники тока – гальванические элементы. Потенциометрическое титрование

2.1. Цель и задачи работы

1. Ознакомление с областью применения метода электродвижущих сил для решения конкретных физико-химических задач:

- определения степени и константы диссоциации слабых электролитов;

- определения коэффициента электропроводности сильных электролитов;

- определения произведения растворимости малорастворимых ионных соединений;

- нахождение рН растворов;

- нахождение констант равновесия окислительно-восстановительных процессов и расчет термодинамических функций.

2. Освоение метода потенциометрического титрования.

3. Приобретение навыков в решении физико-химических задач аналитическим и графическим способами.

2.2. Краткие теоретические сведения об электродвижущей силе химических источников тока

2.2.1. Гальванический элемент

Химический источник тока (гальванический элемент) представляет собой устройство, создающее электродвижущую силу (ЭДС) в результате протекания химических реакций на его электродах. Таким образом, химический источник тока – это устройство, которое превращает химическую энергию в электрическую.

Гальванический элемент – это система из двух электродов, погруженных в раствор их солей, в которой энергия химической реакции (окислительно – восстановительной) преобразуется в электрическую.

Гальванический элемент записывают в виде схемы:

АНОД (-) Электрод 2 | Раствор 2 || Раствор 1 | Электрод 1 (+) КАТОД

Е2 Е1

(окисление) (восстановление)

Слева записывают электрод с отрицательным (меньшим), а справа с положительным (большим) потенциалом. Одной вертикальной чертой отделяют металлы от растворов их солей.

Если электроды представляют собой металлические пластины, погруженные в раствор собственной соли, схема может быть записана в упрощенном варианте:

(-) Ме 2| Ме2n+ | | Ме1m+ | Ме 1 (+)

Необходимым условием работы гальванического элемента является разница потенциалов между его электродами. Эта разница называется электродвижущей силой (ЭДС) гальванического элемента. Для нахождения ЭДС от величины потенциала катода отнимают величину потенциала анода: ЭДС = Е1 - Е2. Величины стандартных электродных потенциалов и уравнение Нернста дают возможность рассчитать ЭДС гальванических элементов при разных концентрациях электролитов. Вначале определяют потенциалы электродов для заданной концентрации электролита по формуле Нернста:

Е (Меn+/Ме) = Е0(Меn+/Ме) + 0,059 lg a(Men+) / n (2.2.1),

где a(Men+)- активность электролита: а = с×γ±. (Коэффициент активности γ± сильных электролитов находят в справочнике физико-химических величин). На основе рассчитанных величин электродных потенциалов вычисляют ЭДС гальванического элемента:

ЭДС = Е (Ме1m+/Ме1) - Е (Ме2n+/Ме2) (2.2.2)