Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Март 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция11 (продолжение)


Водоро дный электро д. Схема гал ьванического
элемента (Сu/H2). Стан дартный электро дный
потенциал .
Водородный электрод представляет собой платиновую плас-
тину, опущенную в раствор кислоты (обычно HCl или Н2SО4,
через который пропускается газообразный водород
Рис. 1 - Принципиальная схема водородного электрода
Действие этого электрода соcтоит в следующем:
Рис. 2 – Схема гальванического элемента,
состоящего из медного и водородного электродов
Газообразный водород не проводит электрического тока, но,
адсорбируясь в водном растворе на поверхности платины, ведет
11 4 11 5
себя как электрод, аналогичный металлическому. Для увели-
чения адсорбирующей способности платину покрывают слоем
губчатой платины (платиновой чернью). Платиновую пласти-
ну опускают в раствор кислоты (обычно HCl или Н2SО4) с кон-
центрацией (активностью) ионов водорода, равной единице, и
через раствор пропускают водород так, чтобы происходило не-
прерывное соприкосновение поверхности пластины с раство-
ром и водородом. В результате платина насыщается водородом.
Молекула водорода в адсорбированном состоянии распадается
на атомы, которые ионизируются (Н - ē → Н+), и ионы Н+ пе-
реходят в раствор подобно ионам металла. Одновременно ионы
водорода из раствора, находящиеся вблизи поверхности плати-
ны, принимают электроны (Н+ + ē → H). Между этими про-
цессами устанавливается равновесие, которое в упрощенной
форме можно передать уравнением: Н+ + ē = 1/2H2.
Заряд платиновой пластины зависит от парциального дав-
ления водорода, концентрации ионов водорода в растворе и
температуры. Потенциал водородного электрода при концент-
рации (активности) в растворе ионов Н+, равной 1 моль/л, дав-
лении газообразного водорода в 10132 5 Па и при температуре
25 С (стандартные условия) принят равным нулю.
Электрод, потенциал которого сравнивается с потенциалом
водородного электрода, должен находиться при тех же условиях.
Потенциал электрода, измеренный при стандартных условиях,
т.е. при температуре 25 С, давлении 10132 5 Па и активности
ионов в растворе, равной единице, называется стандартным
электродным потенциалом (обозначение Е).
Электро движущая сила (ЭДС).
При измерении потенциала изучаемого электрода, например
медного, медную пластину (с отходящим от нее проводником)
опускают в раствор, содержащий ионы Си2+ с концентрацией
(активностью) 1 моль/л, и эту систему соединяют электроли-
тическим мостиком со стандартным водородным электродом
(рис. 2 ). Электролитический мостик – это П-образная стек-
лянная трубка, заполненная проводящим электрический ток
раствором – обычно насыщенным раствором КСl. Полученное
устройство называется гальванической цепью, или гальвани-
ческим элементом.
Если цепь разомкнута, на каждом электроде устанавливает-
ся равновесие с отвечающим ему электродным потенциалом:
Cu2+(р-р) + 2ē = Cu(Кp) E Cu2+/Cu
H+(р-р) + ē = 1/2 H2(г) Е H+/H2
Следует обратить внимание на то, что в индексе при символе
потенциала сначала записывают окисленную форму вещества,
затем восстановленную форму.
В замкнутой гальванической цепи электроны с платинового
электрода переходят на медный. Это означает, что равновесие
нарушено и на платиновом электроде совершается реакция, в
результате которой водород превращается в ионы:
1/2H2 (г) - ē → H+(р-р) - Ен+/н2
Хотя, разумеется, заряд электрода и отвечающий ему знак
потенциала не зависят от способа написания электродного
процесса, при изменении направления реакции знак потенциала
изменяется на противоположный. Это делается для того, что-
бы с потенциалами можно было проводить такие же операции,
как с ΔG, т.е. формально использовать закон Гесса.
На медном электроде электроны, перешедшие с платиново-
го электрода, взаимодействуют с ионами меди, в результате на
электроде осаждается металлическая медь, т.е. проходит реак-
ция восстановления:
Сu2+(р-р) + 2ē → Сu(кр) ЕСu2+/Cu
Учитывая, что число отданных электронов при окислении и
принятых при восстановлении должно быть одинаковым, за-
пишем уравнение суммарного процесса:
1/2 H2(г) - ē → H+(р-р) - Ен+/н2
Сu2+(р-р) + 2ē → Сu(кр) ЕСu2+/Cu
H2(г) + Сu2+(р-р) = ¯H + (р-р) + Сu(кр); E = ЕСu2+/Cu - Ен+/н2
Разность электродных потенциалов E - это электродви-
жущая сила гальванического элемента. Так как водородный
электрод служит электродом сравнения, для которого Ен+/н2,
то измеряемая эдс рассматриваемого элемента – это потенциал
медного электрода по отношению к водородному. Если изме-
ренная эдс гальванической цепи из стандартных водородного
и медного электродов составляет +0,34 В, то, значит, стандарт-
ный потенциал меди равен:
Сu2+ + 2ē → Сu E = ЕСu2+/Cu = +0,34 B
Положительное значение стандартного потенциала меди го-
ворит о возможности самопроизвольного процесса осаждения
11 6 11 7
меди и о невозможности противоположного процесса - раство-
рения меди в кислых растворах с концентрацией ионов водо-
рода 1 моль/л. В гальванической цепи, составленной из цинко-
вого и водородного электродов, равновесное значение эдс при
стандартных условиях составит – 0,76 В:
Zn2+ + 2ē → Zn EZn2+/Zn = -0,76 B
Отрицательное значение стандартного потенциала цин-
ка свидетельствует о невозможности протекания реакции по
этому уравнению; самопроизвольно осуществляется процесс в
противоположном направлении:
Zn - 2ē → Zn2+ -EZn2+/Zn = +0,76 B
т.е, металлический цинк растворяется в растворах кислот с
концентрацией ионов водорода 1 моль/л.
Девиз: “АКТИВНЫЙ – ОТДАЕТ”
ЛЕКЦИЯ 12
ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ МЕТАЛЛА.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.
ЭЛЕКТРОЛИЗ. КОРРОЗИЯ
План:
1. Ряд стандартных электродных потенциалов.
2. Направление электродных процессов.
3. Уравнение Нернста.
В избранное