- •Окислительно-восстановительные реакции.
- •Составление уравнений овр.
- •Двойной электрический слой. Окислительно-восстановительный (электродный) потенциал.
- •2. Гальванические элементы. Электродвижущая сила (э.Д.С.) и ее измерение.
- •Окислительно-восстановительная способность двух форм электрохимической системы.
- •Эдс как количественная характеристика возможности протекания окислительно-восстановительного процесса.
- •Уравнение Нернста.
- •Уравнения электродного потенциала.
- •1.Взаимодействие металлов с кислотами, в которых окислитель – катион водорода.
- •2.Взаимодействие металлов с водой.
- •3.Взаимодействие металлов с растворами щелочей.
- •4.Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой.
- •5.Взаимодействие металлов с азотной кислотой (разб. И конц.).
- •Взаимодействие металлов с растворами солей.
- •Взаимодействие концентрированной серной с неметаллами-восстановителями.
- •Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами
- •Окислительно-восстановительные свойства воды.
- •Взаимодействие металлов с кислородом, азотом, водородом и углеродом.
- •Взаимодействие металлов с кислородом и образование оксидной пленки.
- •Взаимодействие металлов с азотом.
- •Коррозия металлов
- •Газовая коррозия
- •Образование оксидной пленки на металлах
- •Атмосферная коррозия
- •Электрохимическая коррозия
- •Методы защиты от коррозии.
- •1. Модификация самого металла:
- •2.Отделение (предохранение) металла от окружающей среды с помощью защитных покрытий.
- •3.Электрохимические методы защиты (суть – заставить разрушаться болванкам).
- •4.Химическая обработка для повышения коррозионной стойкости (пассивация поверхности металла) - то, что не использовалось в выше приведенных методах, часто в расплавах или при повышенных температурах.
- •5.Специальная обработка электролита или среды, в которой находится металл (удаление или уменьшение концентрации веществ, вызывающих коррозию).
- •Измерение э.Д.С. Химических источников тока.
- •Виды электродов
- •Обратимые электроды
- •Электроды 1-го рода — электроды, состоящие из металла, погруженного в раствор его соли;
- •Ионоселективные мембранные электроды.Электроды с ионообменной мембраной с фиксированными зарядами — стеклянный электрод;
- •Химические источники электрической энергии (хиээ)
- •Аккумуляторы.
- •Типы аккумуляторов
- •Свинцово-кислотные аккумуляторы.
- •Принцип действия
- •Устройство
- •Литий-ионные аккумуляторы.
- •Литиевые элементы различных электрохимических систем
- •Электролиз.
- •Законы электролиза м. Фарадея.
- •Практическое применение электролиза.
- •Электрофорез и электродиализ.
- •Металлы и сплавы.
- •Классификация металлов.
- •Основные методы получения металлов.
- •Получение металлов высокой чистоты.
- •Металлы и сплавы
- •Введение
- •1. Методы аналитической химии
- •2. Классификация химических и физико-химических методов
- •3. Качественный анализ
- •3.1. Методика проведения качественного анализа
- •3.2. Лабораторные работы по теме «Качественный анализ» Лабораторная работа №1 Химический анализ природной воды
- •Лабораторная работа №2 Анализ металлов и сплавов
- •4. Количественный анализ
- •4.1. Титриметрические методы анализа
- •4.2. Расчеты в титриметрическом методе анализа
- •4.3. Методика выполнения титриметрического анализа
- •4.4. Метод кислотно-основного титрования
- •4.5. Общие представления о других методах титриметрического анализа
- •4.6. Лабораторные работы по теме «Количественный анализ» Лабораторная работа №1 Определение концентрации гидроксида натрия в растворе
- •Лабораторная работа № 2 Анализ воды на ионы хлора методом аргентометрического титрования
- •5. Физико-химический анализ
- •5.1.Термический анализ
- •5.2. Диаграмма плавкости двух металлов с неограниченной растворимостью в жидком и полной нерастворимостью в твердом состоянии
- •5.3. Диаграмма плавкости двух металлов, образующих химическое соединение
- •5.4. Диаграмма плавкости двух металлов, образующих непрерывный ряд твердых растворов
Взаимодействие концентрированной серной с неметаллами-восстановителями.
Под понятием «неметаллы-восстановители» подразумевают не только атомы неметаллов, но и их ионы, например галогенид-ионы, которые в разной степени проявляют восстановительные свойства. В зависимости от силы восстановителя (значения ОВПОТ системы) серная кислота может восстанавливаться до диоксида серы или сероводорода (в случае такого сильного восстановителя, как ион иода).
Например:
3S +2Н2SO4 = 3SО2 + 2Н2О
C +2Н2SO4 = 2SО2 + CO2 + 2Н2О
HCl + Н2SO4 реакция не идет, т.к. хлорид-ион –слабый восстановитель
HBr + Н2SO4 = Br2 + SО2 + Н2О
HI + Н2SO4 = I2 + H2S + H2O
Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами
При взаимодействии с неметаллами концентрированная азотная кислота восстанавливается до диоксида азота, а разбавленная – до монооксида азота.
Например:
Fe(NO3)2 + HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
P + HNO3(разб.) + H2O = H3PO4 + NO
S + HNO3(разб.) = SO2 + NO + H2O
Na2S + HNO3(разб.) = S + NO + NaNO3 + H2O
Окислительно-восстановительные свойства воды.
В окислительно-восстановительных процессах вода, а также составляющие ее катионы водорода гидроксид-ионы могут выступать в роли окислителя и восстановителя. Как восстановитель, вода может окисляться до кислорода. Этому процессу в кислой и щелочной средах соответствует ОВПОТ полуреакций:
О2 + 4H+ + 4e 2H2O Eo = +1,23B, в кислой рН = 0
О2 + 2Н2О + 4e 4OН- Ео = +0,40В, в щелочной рн = 14
Значения ОВПОТ показывают, что вода очень слабый восстановитель.
Как окислитель вода характеризуется потенциалом реакции восстановления с образованием водорода:
2Н+ + 2е Н2 Eo = 0B, в кислой среде
2Н2О + 2е → Н2 + 2ОН- Ео =- 0,83В, в щелочной.
Очевидно, что все восстановители, имеющие потенциалы ниже потенциала восстановления водорода, могут выделять водород из водных растворов. Практически из-за кинетических затруднений выделения молекулярного водорода граница восстановительной способности водных растворов на несколько десятых вольт ниже (например не -0,83В, а -1,23В). Эта дополнительная разность потенциалов называется перенапряжением выделения водорода. Перенапряжение выделения водорода определяется механизмом реакции и зависит, в частности, от природы и поверхности восстановителя-металла. Например, перенапряжение выделения водорода на ртутном электроде составляет 0,8 В, а на черненной платине, катализирующий этот процесс, равно нулю. Свинец плохо растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах не только из-за образовании плотной солевой пленки, но и из-за высокого перенапряжения выделения водорода на свинце. На рисунке показан пунктирной линией средний эффективный потенциал выделения водорода с учетом перенапряжения в 0,5В. Практически это означает, что большинство металлов растворяются в кислотах с выделением водорода, а наиболее активные – щелочные, щелочно-земельные, лантаноиды и актиноиды – в воде и щелочных растворах.