Самостоятельная работа №4 (975078)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Задание №1

Дан гальванический элемент (ГЭ) Mg/Zn.

1. На основании стандартных электродных потенциалов определите, какой из двух электродов в ГЭ будет анодом и какой катодом? Почему?

;

;

;

Так как Zn – катод; Mg – анод.

1. Запишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде и уравнение токообразующей реакции (ТОР).

К^-: Zn²⁺ + 2e → Zn - восстановление

А⁺: Mg → Mg²⁺ + 2e - окисление

ТОР: Mg + Zn²⁺ → Zn + Mg²⁺

1. Рассчитайте максимальную электрическую работу ГЭ, ЭДС и константу равновесия реакции (двумя способами), протекающей в данной системе при стандартных условиях.

;

;

Константа равновесия реакции:

1) способ:

;

;

2) способ:

;

;

;

1. Рассчитайте, на сколько изменится ЭДС ГЭ, если активность потенциалопределяющих ионов катода в 100 раз уменьшится.

;

;

;

Уменьшится на 0,059В.

1. Как будут меняться значения электродных потенциалов анода и катода при работе ГЭ? Покажите графически и объясните, почему напряжение ГЭ не равно ЭДС.

Во время работы ГЭ, при прохождении тока, потенциалы электродов изменяются – происходит поляризация – отклонение потенциала от его равновесного значения.

Напряжение ГЭ меньше ЭДС из-за поляризации электродов и омических потерь.

;

где I(r₁ + r₂) – омическое падение напряжения; ∆Е_К – поляризация катода; ∆Е_А – поляризация анода.

С увеличением плотности тока возрастают поляризация и омическое падение напряжения при увеличении плотности тока напряжение ГЭ уменьшается.

6. Предположите условия, которые позволили бы увеличить напряжение ГЭ.

Для увеличения напряжения необходимо:

1. Увеличить ЭДС за счет увеличения равновесного потенциала катода и уменьшения равновесного потенциала анода.

2. Уменьшить поляризацию.

3. Уменьшить омические потери:
   а) уменьшить силу тока;
   б) уменьшить r₁ и r₂ за счет уменьшения расстояния между электродами, использовать
   добавки, увеличивающие электропроводность электролита.

Задание №2

Рассмотрите электролиз водного раствора CoCl₂ на графитовых (C_гр) электродах.

1. Запишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде.

2. На основании электродных потенциалов установите возможность протекания двух процессов на аноде и катоде и покажите графически предполагаемый ход поляризационных кривых.

3. Как будет меняться реакция среды у анода и катода в процессе электролиза.

Ионный состав:

CoCl₂ → Co²⁺ + 2Cl^-

Co(OH)₂ HCl

Слабое Сильная рН = 5

основание кислота

^{H2O ↔ H+ + OH}-

К^- (катод): Co²⁺; Н⁺

;

;

восстановление Co²⁺.

Так как , то возможно протекание двух процессов.

Co²⁺ + 2e → Co

2H⁺ + 2e → H₂

Накапливаются ионы ОН^- среда щелочная рН > 7.

А⁺ (анод) Cl^-; OH^-

;

;

окисление ОН^-

Так как , то возможно протекание двух процессов.

4ОН^- → О₂ + 2Н₂О + 4е

2Cl^- → Cl₂ + 2e

Накапливаются ионы Н⁺ среда кислая рН < 7.

Предполагаемый ход поляризационных кривых

1. Как изменится анодный процесс, если электроды заменить на Co.

Ионный состав раствора без изменения, на катоде те же процессы:

Co²⁺ + 2e → Co

2H⁺ + 2e → H₂

На аноде:

;

;

Материал анода Co – ;

;

на аноде в первую очередь окисляется Co – электрод.

окисление хлора не будет.

окисление OH^- не будет.

Co → Co²⁺ + 2e

1. Рассчитайте сколько времени надо проводить электролиз для полного выделения Ме из 400 г 5% раствора током 0,2 А при выходе 70%.

;

г;

г/моль;

моль/экв;

моль/экв;

По закону Фарадея:

;

;

;

Задание №3

Дан сплав Zn – Ni.

1. Определите, возможна ли коррозия данного сплава в среде с рН = 5 при контакте с воздухом.

2. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процессов.

;

;

Zn – анод; Ni – катод.

;

;

А⁺: Zn → Zn²⁺ + 2e

К^-: О₂ + 4Н⁺ + 4е → 2Н₂О (идет)

2Н⁺ + 2е → Н₂ (идет)

кислородная деполяризация идет.

водородная деполяризация идет.

Коррозия возможна как с поглощение кислорода, так и с выделение водорода.

1. Предложите для данного сплава анодное и катодное покрытие. Изменятся ли и если изменятся, то как коррозионные процессы, при нарушении сплошности анодного и катодного, протекают. Запишите уравнения реакции.

1. Катодное покрытие:

;

;

;

;

;

;

При нарушении покрытия процессы не изменяются – Zn – растворяется.

А⁺: Zn → Zn²⁺ + 2e

К^-: О₂ + 4Н⁺ + 4е → 2Н₂О

2Н⁺ + 2е → Н₂

1. Анодное покрытие:

;

;

;

;

;

При нарушении покрытия процессы изменяются – анодом стал алюминий.

А⁺: Al → Al³⁺ + 3e

К^-: О₂ + 4Н⁺ + 4е → 2Н₂О

2Н⁺ + 2е → Н₂

Растворяется только алюминий.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания