Главная страница
Финансы
Экономика
Математика
Начальные классы
Биология
Информатика
Дошкольное образование
Медицина
Сельское хозяйство
Ветеринария
Воспитательная работа
История
Вычислительная техника
Логика
Этика
Философия
Религия
Физика
Русский язык и литература
Социология
Политология
Языкознание
Языки
Юриспруденция
Право
Другое
Иностранные языки
образование
Доп
Технология
Строительство
Физкультура
Энергетика
Промышленность
Автоматика
Электротехника
Классному руководителю
Связь
Химия
География
Логопедия
Геология
Искусство
Культура
ИЗО, МХК
Экология
Школьному психологу
Обществознание
Директору, завучу
Казахский язык и лит
ОБЖ
Социальному педагогу
Языки народов РФ
Музыка
Механика
Украинский язык
Астрономия
Психология

Лаб раб №9Р химия 2011. Лабораторная работа 9 ряд напряжений металлов. Гальванический элемент 1 Цель работы


НазваниеЛабораторная работа 9 ряд напряжений металлов. Гальванический элемент 1 Цель работы
АнкорЛаб раб №9Р химия 2011.doc
Дата22.02.2018
Размер214 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаЛаб раб №9Р химия 2011.doc
ТипЛабораторная работа
#13067

Лабораторная работа № 9
РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ


9.1 Цель работы

Изучение химической активности металлов.




9.2 Содержание работы

а) Исследование восстановительной и окислительной способности атомов металлов.

б) Изготовление медно-цинкового гальванического элемента Даниэля-Якоби.

9.3 Техника безопасности

При выполнении работы пользоваться химическими реактивами аккуратно, не допуская разбрызгивания и проливания реактивов на лабораторный стол и одежду.

9.4 Теоретические основы

Из всех известных химических элементов более 80 являются металлами. Большинство неорганических соединений – это соединения металлов.

Ряд напряжений характеризует химическую активность металлов. Из ряда напряжения вытекает три важных следствия:

1. Чем левее в ряду напряжений находится металл, тем он химически активнее, обладает большей восстановительной способностью, легче окисляется и труднее восстанавливается из своих ионов, например металл натрий Na0 - eNa+ легче окисляется (0= -2,71 В), а ион натрия Na+ + eNa0 труднее восстанавливается (0= -2,71 В).

← Усиление восстановительной способности атомов металлов



Li0/ Li+



Cs0/Cs+


K0/K+


Ba0/ a2+


Ca0/ a2+


Na0/ a+


Mg0/ Мg2+


Be0/Be2+


Al0/Al3+


Mn0/Мn2+


Zn0/ Zn2+


-3,04

-3,01

-2,92

-2,90

-2,87

-2,71

-2,37

-1,85

-1,66

-1,19

-0,76


Усиление окислительной способности ионов металлов →

кафедра прикладной химии

Продолжение

← Усиление восстановительной способности атомов металлов


Cro/Cr3+



Feo/Fe2+


Coo/Co2+



Nio/Ni2+


Sno/Sn2+


Pbo/Pb2+

H



Cu/Cu2+


Ag/Ag+


Hg/Hg2+


Pt/Pt2+


Au/Au3+


-0,74



-0,44


-0,40


-0,25


-0,14


-0,13


0,00


0,34


0,80


0,86


1,20


1,50

Усиление окислительной способности ионов металлов →

2. Каждый металл ряда напряжения вытесняет (восстанавливает) все следующие за ним металлы из растворов их солей.

Например металл медь

Сu0+2Ag+NO3- = Cu2+(NO3-)2 + 2Ag0

Восстанавливает ионы серебра

2Ag++2e2Ag0,

а сам окисляется

Cu0-2eCu2+.

3. Все металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, т.е. имеющие отрицательный стандартный электродный потенциал, вытесняют газообразный водород из растворов, содержащих ионы водорода.
Гальванический элемент

Гальванический элемент – это устройство, в котором электрический ток получается за счет химической реакции. Э.Д.С. любого гальванического элемента можно вычислить по разности стандартных электродных потенциалов. Чем дальше расположены друг от друга в ряду напряжений два данных металла, тем большую э.д.с. будут давать построенные из них гальванические элементы.

9.5 Необходимые реактивы:

а) растворы солей: цинка, железа (II), олова, кадмия, свинца, меди и серебра

б) гранулы цинка

в) растворы ZnSO4, CuSO4 c C=0,5 моль/литр, солевой мостик

г) цинковый и медный электроды, химический стаканчик (20 мл), штатив, милливольтметр, проводник для контакта.

9.6 Ход работы

Опыт 1. Ряд напряжений металлов

Налейте в отдельные семь пробирок по 2 мл раствора солей: цинка, железа (II), олова, кадмия, свинца, меди и серебра. Опустите в эти пробирки одинаковые гранулы цинка, за исключением пробирки с раствором соли цинка. Что наблюдается? Напишите уравнения протекающих реакций. Например,



кафедра прикладной химии

восстановитель: Zn0-2eZn2+ процесс окисления 0Zn0/Zn2+=-0,76 B

окислитель: 2Ag++2e2Ag0 процесс восстановления 0Ag0/Ag+=+0,79 B

Запишите свои наблюдения в таблицу, поставив плюс под ионами металлов в тех случаях, когда эти металлы вытеснились из их солей в свободном состоянии, и знак минус, когда вытеснения не происходило.
Таблица

Опущенный в раствор металл

Стандартный электродный потенциал

Ионы металлов в растворе

Zn2+

Fe2+

Co2+

Sn2+

Pb2+

Cu2+

Ag+

Zn0


























Расположите выделившиеся металлы в ряд по убыванию их восстановительной способности, выпишите их нормальные электродные потенциалы. Соответствует ли экспериментальный ряд металлов их положению в ряду напряжений?

Опыт 2. Изготовление медно-цинкового гальванического элемента Даниэля-Якоби.

Получите растворы ZnSO4, CuSO4 с С=0,5 моль/литр, солевой мостик, цинковый и медный электроды, химический стаканчик (20 мл), штатив, милливольтметр, проводник для контакта и соберите гальванический элемент по рисунку 1.

В один стакан емк. 20 мл (рис.1) налейте 15 мл раствора сульфата цинка с С=0,5 моль/литр и опустите в него цинковую пластинку, в другой стакан емкостью 20 мл налейте 15 мл раствора сульфата меди с С=0,5 моль/литр и опустите в него пластинку меди. Оба полуэлемента поставьте на подставку и соедините растворы солевым мостиком. Проводом соедините опущенные пластинки с миллигальванометром или амперметром. Наблюдайте отклонение стрелки прибора, указывающее на возникновение электрического тока, обусловленное различной величиной электродных потенциалов Zn0/Zn2+ и Cu0/Cu2+.


Рисунок 1 - Медно-цинковый гальванический элемент

(э.д.с. измеряется амперметром или миллигальванометром).

кафедра прикладной химии

В лабораторную тетрадь выпишите нормальные электродные потенциалы цинкового и медного электродов и укажите направление движения электродов по проволоке (по внешней цепи). Напишите уравнение химических реакций, протекающих на электродах и суммарное уравнение окислительно-восстановительного процесса, в результате которого получается электрический ток в данном гальваническом элементе.

  • вычислите э.д.с. медно-цинкового гальванического элемента;

  • напишите процессов окисления на аноде металлического цинка и восстановления ионов меди на катоде;

  • напишите суммарное уравнение реакции окисления-восстановления протекающей в данном гальваническом элементе;

  • нарисуйте схему данного гальванического элемента.

Значения электродных потенциалов меди и цинка рассчитываются следующим образом:

Э.Д.С. = 0окис. - 0восст. = 0Cu0/Cu2+ - 0Zn0/Zn2+ = 0,34 - (-0,76) = 1,1 B.
9.7 Контрольные вопросы:

  1. Перечислите металлы, которые могут быть использованы для вытеснения серебра из водного раствора AgNO3.

  2. Какие металлы и в какой последовательности будут вытесняться, если свинцовую пластинку опустить в раствор, содержащий нитраты железа(II), магния, меди (II), ртути (II), и серебра? Напишите уравнения реакций.

9.8 Оформление работы

В лабораторную тетрадь напишите уравнения химических реакций, протекающих в данных опытах, проведите необходимые расчеты, нарисуйте схему медно-гальванического элемента Даниэля-Якоби.

Литература:

  1. Практикум по неорганической химии / Под ред.Зломанова В.П. – М.: МГУ, 1994. – 320 с.

  2. Практикум по неорганической химии / Под ред. Буркитбаева М.М., Бекишева К.Б. – Алматы: КазНУ, 2002. – 287 с.

  3. Гольбрайх З.Е. Практикум по неорганической химии - М: Высшая школа, 1986. – 338с.

Утверждено НМС ИВТиУР

Пр. №_13_ от 28.05.2013 г.

УМК по дисциплине «Химия»

кафедра прикладной химии

написать администратору сайта