Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ижевский государственный технический уневерситет имени М.Т. Калашникова»
Кафедра «Химия и химическая технология»

Лабораторная работа № 1

по предмету «Химия»

Тема «Гальванический элемент и Электролиз»
Выполнил работу:

Ст. гр. Б-22 831-1зу

Халезов С.В.

Проверил:

К.т.н., доцент

Семакина Н.В.

Ижевск

2023

Лабораторная работа №1

«Химический источник тока»

Цель работы:

Познакомиться с устройством и принципом работы гальванического элемента.

Теоретическая часть

1. 
   Химические источники тока называются электрохимические устройства, в результате работы которых химическая энергия окислительно-восстановительных процессов превращается в электрическую энергию постоянного тока.
   
2. 
   Возникновение двойного электрического слоя на границе металл-электролит
   

3. 
   Для расчета таких равновесных потенциалов применяют формулу, предложенную в 1888 году немецким физикохимиком В. Нернстом. В общем виде формула выглядит так:
   

– электродный потенциал металла Me в растворе, содержащем катионы , вольт

– стандартный электродный потенциал, вольт

R – универсальная газовая постоянная, Дж\моль.К

T – абсолютная температура, К

n – число электронов, участвующих в электродном процессе,

F – постоянная Фарадея, 96500 Кл/моль

a – активность ионов металла в растворе

4. 
   Анод – электрод на котором наблюдается окислительная реакция, то есть он отдаёт электроны. Электрод, на котором происходит окислительная реакция – называется восстановителем.
   

---

Катод – электрод на котором протекает восстановительная реакция, то есть он принимает электроны. Электрод, на котором происходит восстановительная реакция – называется окислителем.

5. 
   Э Д С гальванического элемента показывает, насколько полно осуществляется процесс перехода химической энергии в электрическую.
   

«Экспериментальная часть»

Опыт №1

Составления медно-цинкового гальванического элемента.



Рис: 1

1 − растворы и ; 2 − электролитический мостик; 3 – гальванометр.

Решение:

1. 
   Выпишем из таблицы :
   
2. 
   Из уравнения Нернста вычислим потенциалы
   

3. 
   Находим анод и катод:
   

анод катод

4. 
   Расчёт электродвижущие сила.
   

0,34-(-0,76) = 1,1 V

E=1,1

5. 
   Процесс окислительно-восстановительно реакция:
   

окисления

восстановления

6. 
   Уравнение токообразующий реакции:
   

7. 
   Медно-цинкового гальванического элемента:
   

Вывод: Ознакомились устройством и принципом работы гальваническим элементом, провели расчёты.

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

---

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»
Кафедра «Химия и химическая технология»

Лабораторная работа № 2

по предмету «Химия»

Тема «Гальванический элемент и Электролиз»
Выполнил работу:

Ст. гр. Б-22 831-1зу

Халезов С.В.

Проверил:

К.т.н., доцент

Семакина Н.В.

Ижевск

2023

Лабораторная работа №2

«Электролиз»

Цель работы:

1)Провести электролиз водных растворов солей с инертным и активным анодами, записать схемы электролиза.

Теоретическая часть.

1. 
   Электролиз называют окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Этот процесс сопровождается превращением электрической энергии в химическую.
   
2. 
   Напряжение разложения электролита это минимальное напряжение между электродами, при которой начинается электролиза.
   
3. 
   Закон Фарадея для электролиза
   

Первый закон Фарадея: массы вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита.



m-масса,

I-сила тока,

-промежуток времени,

k-коэффициент пропорциональности

Второй закон Фарадея: одинаковые количества электричества выделяют на электродах эквивалентные массы веществ.



M-молярная масса вещества, г/моль;

I-сила тока, А;

-промежуток времени которого проводит электролиз, сек;

-постоянная Фарадея, Кл/моль;

-число участвующих в процессе электронов.

«Экспериментальная часть»

Опыт №1. Электролиз водного раствора сульфата меди

---

-K A+

A(+):

K(-):



При включение питание электродов в сеть, на катоде образуется медь, а на аноде выделяется кислород. Когда меняем полярность местами, то медь уходит с катода и образуется на аноде.

Опыт №2. Электролиз водного раствора хлорида олова







K(-):



При включения питания электродов в сеть, на аноде выделяется хлор (окисления), а на катоде выделяются белые кристаллы олова. В качественной реакции йод с крахмалом дает синее окрашивание.


Вывод: В ходе выполнении лабораторной работы провели опыты с электролизом водных растворов солей с инертными и активными анодами, составили схему электролиза.

22) Al/Al2(SO4)3 // Au2(SO4)3/Au

CAl³⁺ = 10^-4M; CAu³⁺=2M

U^P_Al/Al³⁺=U⁰_Al/Al³⁺+ lg C_Al³⁺= -1,662 B + *lg*10^-4=-1,741B

U^P_Au/Au³⁺ + * lg C_Au³⁺= +1,498B + *lg2=1,504B

Анод-Al ;Катод-Au

-На аноде: процесс окисления

Al⁰-3е^-+nH₂O[Al(H₂O)_n]³⁺

+На катоде: процесс восстановления

[Au(H₂O)m]³⁺Au³⁺+mH

---

₂O+3e^-Au^0↓

Al- Al/Al₂(SO₄)₃ // Au₂(SO₄)₃ / Au +K

ЭДС=4_K – 4_A=1,504B-(-1,741)=3,245B

22) 0,001Mpp HCl ph=3 Катод-Sn

Анод-Cu

HCl →H⁺ + Cl^-

H₂O ↔ H⁺ +OH<sup>-

k- A+</sup>

На Аноде: 1)2Cl^- -2e^-→Cl₂ ⁰↑(окисление)

2)2H₂O – 4e^-→O₂⁰↑+4H⁺(окисление)

1)U^p_2Cl^-_/Cl2⁰= U⁰_2Cl^-_/Cl2⁰+ * lg C_Cl^- = +1,358 + * lg 0,001=1,2695B

2) U^p_H20^-_/o2=1,23-0,059pH+n^A_O2=1.23-0,059+1,05=2,103B

На аноде идет процесс окисление

Хлорад ионов из ра-р (при анодной среде чуть закисляется)

На катоде (-): 1)2H⁺ +2e^- → H₂^↑(Восстановление)

2)2H₂o + 2e^- → H₂⁰↑ +2OH^- (Восстановление)

1) U^p_2H⁺_/H2⁰= -0,059*pH=-0,177B

2) U^p_H20^-_/H2⁰= -0,059pH-n^K_H2=-0,059*3-0,82=-0,997B

На катоде идет процесс восстановления водорода из р-ра HCl; при катодное пр-во защелачивается.

2HCL →^+HOH Cl₂⁰+H₂⁰

---

Смотрите также файлы

• Обоснованы ли действия Счетной палаты рф.docx

• Реферат по дисциплине история по теме "Общественная мысль,публицистика,литература,пресса.".docx

• Клинические-рекомендации-по-диагностике-и-лечению-МБПГН.pdf

• 1. Внеклассная работа как составная часть учебновоспитательного процесса в рамках реализации фгос в современной школе.docx

• А блімі ітосан бойынша жиынты баалауа арналан тапсырмалар 1A Электролиттік диссоциация.docx