1.1.7. Алгоритм выполнения курсовой работы

Алгоритм выполнения варианта А

1. Изложить теоретический материал можно в произвольной форме, а можно просто сформировать текст, как бы отвечая на следующие вопросы (нумерацию вопросов и сами вопросы писать не нужно):

1.1. Что такое гальванический элемент, чем он отличается от электролизера; из чего состоит ГЭ; что такое ЭДС ГЭ, чему она равна (через скачки потенциалов); что такое правильно разомкнутый ГЭ. Возможно использование иллюстраций.

1.2. Рассказать о классификации электродов, привести примеры (3- 4 типа электродов), записать электродные реакции. Этот раздел нужно писать с учетом тех электродов, которые используются в курсовой работе, так, например, при сочетании этого задания с заданием E нужно будет рассказать о стеклянном электроде.

1.3. Рассказать, какие типы гальванических элементов бывают. Привести примеры.

2. Составить из данных в задании электродов гальванический элемент без переноса. Для этого определить типы электродов, выписать из справочника электродные реакции и значения стандартных электродных потенциалов при 298 К.

Сопоставить значения стандартных электродных потенциалов и составить правильно разомкнутый гипотетический гальванический элемент без переноса (записать его схему).

3. Записать реакции на электродах, итоговую токообразующую реакцию. Записать уравнение Нернста для токообразующей реакции.

4. Вычислить значение стандартной ЭДС полученного гальванического элемента через значения электродных потенциалов

. (1.28)

Алгоритм выполнения варианта задания В

1. Сформулировать цели, достигаемые при выполнении этого задания.

2. Построить графическую зависимость стандартной ЭДС гальванического элемента от температуры. В случае, если эта зависимость не линейна, провести касательную к точке на ней при температуре 298 К и найти угловой коэффициент касательной. Если зависимость стандартной ЭДС гальванического элемента линейна, то определить угловой коэффициент наклона самой линии.

Это − значение температурного коэффициента

, (1.29)

где А − довольно маленькое число (положительное или отрицательное). В курсовой работе специально значения ЭДС даны в милливольтах, т.к. расчеты температурного коэффициента должны быть довольно точными. Размерность температурного коэффициента, получаемого из рисунка, построенного по данным таблицы соответствует мВ/К. Однако, следует помнить, что потом, при расчетах термодинамических величин, температурный коэффициент нужно будет перевести в В/К.

3. Для вывода формулы зависимости стандартной ЭДС гальванического элемента от температуры, уравнение (1.29) нужно проинтегрировать.

После интегрирования получится формула вида

, (1.30)

где А − температурный коэффициент, В/К. Не забыть учесть знак.

По формуле (1.30) вычислить ЭДС при 298 К. Сравнить со значением, определенным по построенному рисунку и по формуле (1.28).

4. Произвести расчеты термодинамических величин, используя данные об ЭДС.

4.1. Для расчета стандартной мольной энергии Гиббса токообразующей реакции используется формула

,

где z − число электронов, участвующих в реакции протекающей в гальваническом элементе;

F − число Фарадея, 96485 Кл/моль.

В случае, если значения стандартной ЭДС гальванического элемента при 298 К полученные из справочных данных (1.28), и из экспериментальных данных (1.30) получились несколько разные, то для расчетов термодинамических величин нужно взять значение, которые получено в эксперименте, т.е. по уравнению (1.30).

4.2. Стандартную мольную энтропию реакции определяют по формуле:

. (1.31)

4.3. Стандартную мольную энтальпию токообразующей реакции находят:

,

. (1.32)

5. Для расчета стандартных мольных энергий Гиббса токообразующей реакции, стандартной мольной энтропии и энтальпии этой реакции по справочным данным составить таблицу, например такую, как табл.1.4.

Таблица 1.4