Электрохимия

Цель работы: на основе экспериментального изучения теоретических основ химических источников тока и электрохимических процессов электрообезжиривания, катодного осаждения функциональных и декоративных покрытий, электрохимической и декамерной обработки и сформулировать умение правильного выбора электрохимических методов.

Бестоковые окислительно-восстановительные процессы.

Окислитель+восстановитель→продукты

φ0окисл.>φ0восст.  

ΔG0=-zFЭДС

bB+dD→fF+mM

Процесс отдачи электронов, т.е. повышение степени окисления, называется окислительным; элемент, отдающий электроны называется восстановителем

Процесс присоединения электронов, т.е. понижение степени окисления, называется восстановлением; присоединяющиеся электроны – окислителем.

Окислительно-восстановительные реакции – реакции, при которых вследствие окисления и восстановления происходит изменение степени окисления электронов.

ΔG – энергия Гиббса.

Электролиз – это окислительно-восстановительные процессы, происходящий раздельно на электродах при протекании через раствор или расплав электролита электрического тока.

Законы Фарадея

m = Iτ (Эхим)/F             

m – количество вещества выделяющегося на электродах.

I – сила тока.

τ – время.

Эхим – химический эквивалент.

F – число Фарадея.

Экспериментальная часть.

Имеющиеся реактивы:       

В 3 пробирки налили 2 – 3 мл. 0.1м окислителя, добавили 2 – 3мл. среды (), в каждую добавили 3 – 4мл. восстановителя.

Опыт №1.

Смешали  и  , а затем к этой смеси подлили .произошла бурная реакция с выделением газа с неприятным запахом. Раствор в пробирке на дне остался того же цвета (желтым), а выше раствор приобрел зеленую окраску.

K2Cr2O7+H2SO4+NaNO2 → CrSO4+NaNo3+H2O

Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O – процесс восстановления

N3+O2-2+H2O →N+5O3-2 +2H+ - процесс окисления             

NaNO2 – восстановитель.

K2Cr2O7 – окислитель.

Опыт №2.

К имеющемуся раствору подлили соль Мора – FeSO4 . Цвет раствора стал темно-зеленым.

K2Cr2O7+7H2SO4+6FeSO4→ K2SO4+ Cr2(SO4)3+3 Fe2(SO4)3+7H2O.

2 K++ Cr2 O72-+4 H++7 SO42-+6 Fe2++6 SO42-→2 K++ SO42-+2 Cr3++

+3 SO42-+6 Fe3++9 SO42-+7H2O.

Cr2 O72-+9H++6 Fe2+→2 Cr3++6 Fe3++7H2O

2 Cr+6+6e→ 2Cr3+ - восстановитель.

Fe2+ - 6e→6Fe3+ - окислитель.

Опыт №3.

Подлили в 3-ю пробирку Na2SO3 . Цвет раствора стал зеленым.

K2Cr2O7+4H2SO4+3NaSO3→K2SO4+Cr2(SO4)3+3Na2SO4+4H2O

2K++Cr2O72-+6H++4SO42-+6Na++3SO32-→2K++SO42-+2Cr3++3SO42-+6Na++3SO42-+8H++4O2-

Cr2O72-+6H++3SO32-→2Cr3++3SO32-+4H2O

2Cr+6+6e→2Cr3+ - восстановитель.

3S+4-6e→3S+6 – окислитель.

Расчеты:

ΔG=-z*F*ЭДС

ЭДС=φокисл – φвосст

ЭДС1=1.33 – 0.172=1.158В

G1=-z*F*1.158

ЭДС2=1.33 – 0.94=0.39B

G2=-z*F*0.39