Тема 1.8 Электрохимия

Студент должен:

иметь представление о:

• проводниках первого и второго ряда;

• химической сущности процессов электролиза и его практическом применении;

• экологически чистых химических источниках тока;

• измерении электропроводности электролитов;

• явлении возникновения потенциала на границе электрод-раствор;

• электродах сравнения, их назначении;

• назначении элемента Вестона;

• электрофизикохимических методах анализа.

Знать:

• отличие элетрохимических процессов от химических;

• физический смысл удельной и эквивалентной электропроводимости, их единицы;

• определение электродного потенциала;

• формулу Нернста;

• ряд стандартных электродных потенциалов;

• гальванические элементы, их виды, особенности и механизм возникновения в них тока;

• явление коррозии и методы защиты от нее.

Уметь:

• рассчитывать электропроводность растворов;

• составлять уравнения химических реакций, протекающих на элек­тродах;

• схематично изображать гальванические элементы, указывать направ­ление движения электрона, определять электродные потенциалы и ЭДС;

• определять рН раствора потенциометрическим методом;

• экспериментально определять электрохимические величины.

Электрохимия, ее значение в науке и технике.

Электрическая проводимость растворов. Измерение электропроводности растворов.

Кондуктометрия.

Слабые, сильные электролиты.

Теория сильных электролитов.

Электродные процессы. Скачок потенциала на границе металл - раствор. Общие особенности электрохимических элементов. Электродный потенциал. Формула Нернста. Электрохимический ряд напряжений. ЭДС и принцип работы гальванического элемента. Электроды сравнения.

Потенциометрия.

Методические указания

При изучении темы «Электрохимия» необходимо ознакомиться с понятиями электропроводности удельной и эквивалентной. Знать формулу взаимосвязи между удельной и эквивалентной электропроводностью, усвоить электрическую схему для практического определения удельной электропроводности растворов электролитов, а также методику этого определения.

Знакомясь с элементом Якоби, обратите внимание на принцип его работы и химическую реакцию, лежащую в основе работы этого гальванического элемента. Изучая электроды сравнения, разберитесь в принципе их действия и практическом применении. Запомните электрическую схему для определения ЭДС элемента, изучите методику этого определения, а также устройство элемента Вестона и ту химическую реакцию, которая идет при его работе.

Переходя к разделу о потенциометрии, уделите побольше времени следующим вопросам: когда применяется потенциометрический метод, для чего он применяется и как применяется?

Одним из важных вопросов, рассматриваемых в этой теме, является вопрос об «активности электролита». Нужно уяснить, что означает термин «активность электролита» и для каких электролитов он вводится.

Лабораторная работа 7

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется удельной и эквивалентной электропроводностью? В каких единицах они измеряются? Какая между ними существует взаимосвязь? Что такое разбавление и что оно показывает?

2. Что такое слабый электролит? Закон разбавления Оствальда? Для ка­ких электролитов он применим?

3. Что называется гальваническим элементом? Как устроен гальваниче­ский элемент Якоби? На какой химической реакции основана работа этого элемента? Как условно записывается элемент Якоби?

4. Что такое нормальный водородный электрод? Как он устроен? Как ус­ловно записать его? Какая реакция идет при работе этого электрода? Как рассчитать потенциал водородного электрода? Чему равен потен­циал нормального водородного электрода?

5. Как устроен каломельный электрод? Как условно его записать? На ка­кой реакции основана работа каломельного электрода? Чему равны по­тенциалы каломельных электродов? От чего это зависит? По отношению к какому электроду определены потенциалы каломельных электродов?

6. Начертить электрическую схему для определения ЭДС элемента ме­тодом компенсации. Как определяют практически ЭДС элемента с по­мощью этой схемы? Какая применяется формула для расчета ЭДС элемента этим методом? Для чего используется элемент Вестона? Почему рассчитывают ЭДС элемента через ЭДС элемента Вестона, а не через ЭДС аккумулятора?

7. Как устроен элемент Вестона? Как условно записать его? Какая реак­ция идет при работе этого элемента? Почему элемент Вестона можно использовать в качестве эталона для определения ЭДС других элемен­тов?

8. Что такое концентрационный элемент? На чем основана его работа? По какой формуле рассчитывают ЭДС такого элемента?

Литература: [1], с.232-267; [2], с.255-325; [3], с.186-205; [4], с.134-177

Контрольная работа 2