Контрольные вопросы и задачи

1. Какие гальванические элементы называются концентрационными?

2. Что подразумевают под термином «число переноса» и в чем принципиальное отличие концентрационных элементов с переносом и без переноса?

3. Рассчитайте ЭДС концентрационного элемента

Pb | НС1 || НС1| Pb

0,01М 1М

Определите анод и катод этого элемента и запишите уравнения электродных реакций.

4. По значениям ионных электропроводностей рассчитайте числа переноса катиона и аниона для следующего элемента:

Zn | ZnSO₄ || ZnSO₄| Zn

0,01н 0,001н

Работа № 15. Электролиз и его практическое применение

Цель работы – изучение процесса электролиза, основных правил разряда ионов на электродах и количественных закономерностей при протекании электродных процессов при электролизе, практическое применение электролиза для получения металлов, расчет выхода металла по току.

Рис. 6.4. Установка для электролиза

Оборудование (см. рис. 6.4)

1. Выпрямитель переменного тока ВС-24.

2. Кулонометр – устройство для измерения количества электричества, представляющее собой стеклянный сосуд с двумя медными пластинами (электродами), погруженными в раствор электролита, состоящего из смеси растворов СuSО₄, Н₂SО₄ и спирта С₂Н₅ОН.

3.. Электролизер – стеклянный сосуд с двумя никелевыми (или цинковыми) пластинами, опущенными в раствор электролита NiSO₄ (или ZnSO₄).

4. Амперметр.

5. Медная и алюминиевая пластинки (катоды) – взять у лаборанта.

Последовательность выполнения работы

1. Собрать согласно схеме или проверить предварительно собранную установку для электролиза. Кулонометр, электролизер и амперметр, соблюдая полярность, необходи­мо последовательно подсоединить к выпрямителю тока.

2. Подготовить поверхность катодов: алюминиевую пластинку для кулонометра и медную пластинку для исследуемого электролизера, для чего зачистить их наждачной бумагой, промыть водой и ее остатки удалить, промокнув фильтровальной бумагой.

3. Взвесить пластинки на аналитических весах. Данные записать в таблицу.

	Вес электрода до элект- ролиза	Вес электрода после элект- ролиза	Привес металла	Выход по току , %
Al-катод (кулометр)
Cu-катод (исследуе- мый элект- ролизер)

4. Подготовленные образцы зажать в клеммы для катодов (отрицательных полюсов) кулонометра и электролизера (см. рис. 6.4). Каждый катод поместить в соответствующий электролит на равном рас­стоянии от анодов так, чтобы уровень жидкости был на 3–5 мм вы­ше расширенной части пластинок.

5. Поставить регулятор тока выпрямителя в крайнее левое положе­ние и включить выпрямитель. Вращая регулятор тока вправо, устано­вить требуемую силу тока (0,1 А). Плотность тока должна состав­лять 0,02–0,0З А/см². Электролиз проводить 30 мин.

6. По истечении времени выключить ток, извлечь катоды из клемм, осторожно промыть водой и аккуратно промокнуть фильтровальной бумагой.

7. Взвесить пластинки на аналитических весах и результаты записать в таблицу, вычислив привес металла.

8. Рассчитать выход металла (Ni) по току по формуле

%,

где Э _Cu , Э _Ni – эквиваленты меди и никеля, и –массы меди и никеля, выделившиеся на катодах.

9. Написать уравнения всех электродных процессов, происходящих на аноде и катоде в кулонометре и исследуемом электролизере.