Студопедия — Примеры решения задач. 1. Из приведенного ряда металлов: Al, Ag, Ni, Hg указать те металлы, которые могут служить анодом в ГЭ в сочетании с медным катодом при стандартных
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Примеры решения задач. 1. Из приведенного ряда металлов: Al, Ag, Ni, Hg указать те металлы, которые могут служить анодом в ГЭ в сочетании с медным катодом при стандартных






1. Из приведенного ряда металлов: Al, Ag, Ni, Hg указать те металлы, которые могут служить анодом в ГЭ в сочетании с медным катодом при стандартных условиях.

Решение:

По таблице 10.1 находим значения стандартных электродных потенциалов Al, Ag, Ni, Hg и Cu:

= -1,67 В; = +0,80 В; = -0,25 В; = +0,86 В; = +0,34 В.

В гальваническом элементе напряжение >0. Определим возможные знаки в предположении, что медный электрод – катод:

= - = +0,34 – (-1,67)> 0, Al может быть анодом в паре с медным катодом

= - = +0,34 – (+0,80) ˂0, Ag неможет быть анодом в паре с медным катодом

= - = +0,34 – (-0,25))> 0, Ni может быть анодом в паре с медным катодом

= - = +0,34 – (+0,86) ˂0, Hg неможет быть анодом в паре с медным катодом

Ответ: Al; Ni.>

 

2. Указать, в каком случаи напряжение ГЭ, составленного из двух металлических электродов, погруженных в растворы своих солей при стандартных условиях будет наибольшим:

а) Zn-Cu; б) Zn-Mg; в) Zn-Ag.

Решение:

Напряжение ГЭ равно разности потенциалов катода и анода: .

Катодом в ГЭ является тот электрод, значение потенциала которого больше φк0 > φА0.

По таблице 6.1 находим значения стандартных электродных потенциалов, рассчитываем :

а) = -0,76 В = +0,34 В, = +0,34 – (- 0,76) = 1,1 В

б) = -0,76 В = -2,37 В = - 0,76 – (- 2,37) = 1,61 В

в) = -0,76 В = +0,8 В = + 0,8 – (- 0,76) = 1,56 В

Следовательно, наибольшим будет стандартное напряжение равные 1,61В.

Ответ: б) Zn-Mg.

 

3. Указать правильные значения электродного потенциала водородного электрода, рН раствора которого равно 7. а) – 0,23В; б) -0,34В; в) – 0,41В;

г) -0,57В.

Решение:

Значение электродного потенциала водородного электрода определяем по формуле: . Тогда, при рН=7, ; Следовательно, электродный потенциал водородного электрода при рН=7 равен – 0,41 В.

Ответ: в) – 0,41В

 

4. Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4 М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение электродного потенциала алюминия.

Дано: Металл – Al = 5∙10-4 М   -?

Решение: Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста: = +

По таблице 6.1 определяем = -1,67 В

Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе своей соли: Al = Al3+ + 3ē

n – число электронов, участвующих в электродном процессе.

Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n=3).

Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:

= ∙α∙

Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.

Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3:

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3 равно 2. Следовательно, =2

Тогда = 5∙10-4∙1∙2 = моль/л

Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода.

= -1,67 + = -1,73 В

Ответ: = -1,73 В.

 

5) Потенциал цинкового электрода, погруженного в раствор своей соли, равен (-0,86В). Вычислить концентрацию ионов цинка в растворе.

Дано: Металл – Zn = -0,80B   -?

Решение: Электродный потенциал цинка рассчитываем по уравнению Нернста: = +

Откуда: =

По таблице 6.1 определяем стандартный электродный потенциал цинка

= -0,76 В, n – равно заряду иона цинка Zn2+ (n=2).

Тогда: = = - 1,36

= 10-1,36 моль/л = 0,04 моль/л

Ответ: = 0,04 моль/л.

5. Составить две схемы гальванических элементов (ГЭ), в одной из которых олово служило бы анодом, в другой – катодом. Для одной из них написать уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Вычислить значение стандартного напряжения ГЭ.

Решение:

В гальваническом элементе анодом является более активный металл с меньшим значением электродного потенциала, катодом – менее активный металл с большим значением электродного потенциала.

По таблице 6.1 находим = -0,14В

а) Олово - анод ГЭ. В качестве катода можно выбрать любой металл с > , например медь = + 0,34 В.

 

 


б) Олово - катод ГЭ. В качестве анода ГЭ можно выбрать любой металл с < , кроме щелочных и щелочноземельных металлов, так как они реагируют с водой.

Например, магний = -2,37 В

В паре Mg-Sn – магний является анодом, олово – катодом.

Составляем схему ГЭ:

А(-) Mg │ Mg2+ ││ Sn2+ │ Sn(+) K

или

А(-) Mg │ MgSO4 ││ SnSO4 │ Sn(+) K

 

6. Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа с цинком в:
а) атмосферных условиях (Н2О + О2);
б) кислой среде (Н2SO4);
в) кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O2).
Написать уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии.

Решение:

По таблице 6.1 находим значение стандартных электродных потенциалов железа и цинка: = - 0,44В, = - 0,76 В.

Так как < , то анодом коррозионного гальванического элемента будет являться цинк, катодом – железо.

 

а) Коррозия в атмосферных условиях (H2O + O2).

Составляем схему коррозионного ГЭ, уравнение реакции коррозионного процесса:

 


б) Коррозия в кислой среде (H2SO4)

 

 

 


в) Коррозия в кислой среде в присутствии кислорода (HCl+O2).

 

 








Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 1165. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Экспертная оценка как метод психологического исследования Экспертная оценка – диагностический метод измерения, с помощью которого качественные особенности психических явлений получают свое числовое выражение в форме количественных оценок...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия