Гальванічні елементи. Корозія

Основні теоретичні питання. Правила складання схем гальванічних елементів; значення стандартних електродних потенціалів та залежність величин електродних потенціалів від різних факторів; процеси, що відбуваються на аноді і катоді при роботі гальванічного елемента; концентраційний гальванічний елемент; рівняння Нернста; корозія і основні методи захисту від корозії, протікання корозії металів в залежності від середовища.

Мета роботи: дослідити активність металів і скласти ряд їх витіснення; визначити ЕРС різних типів гальванічних елементів, електродні потенціали і молярні концентрації іонів металів в розчинах електролітів, а також, дослідивши процеси корозійних руйнувань металів в різних середовищах, навчитися застосовувати методи захисту металів від корозії.

Обладнання і реактиви. Гальванометр; високоомний вольтметр; склянки на ~50мл.; електролітичний місток; пластинки з різних металів; наждачний папір; 1м розчини ZnSO₄, NiSO₄, FeSO₄, SnCl₂, Pb(NO₃)₂, CuSO₄, H₂SO₄; штатив з пробірками; зігнута скляна трубка; пластинки з металів: Fe, Zn, Cu; гранули металів Zn i Sn; розчин K₃[Fe(CN)₆].

Дослід 1. Дослідження активності металів.

В шість пробірок внести по 12-15 крапель розчинів таких солей: в першу - ZnSO₄, в другу – FeSO₄, в третю – NiSO₄, в четверту – SnCl₂, в п’яту – Pb(NO₃)₂, в шосту – CuSO₄. У всі розчини (за винятком розчину солі цинка) опустили на 2-3 хвилини вузьку пластинку металічного цинка. Що відбувається на поверхні цинку у всіх пробірках? Написати в іонній формі рівняння реакції взаємодії цинку з розчинами взятих солей. Вказати в кожному випадку перехід електронів. Яка відновлювальна активність цинку в порівнянні з залізом, нікелем, оловом, свинцем і міддю?

Вийняти цинкові пластинки з пробірок і опустити в них (за виключенням пробірки з розчином солі заліза) залізні пластинки. Які метали витісняються з розчинів своїх солей залізом? Написати в іонному вигляді рівняння реакцій.

Провести аналогічні досліди з іншими металами.

Спостерігати в яких випадках відбувається витіснення металів з їх солей. Написати іонні рівняння реакцій і вказати в кожному випадку напрямок переходу електронів. Дані спостережень занести в таблицю.

Ряд витіснення металів

іони металів у розчині метал, опущений в пробірку	Zn2+	Fe2+	Ni2+	Sn2+	Pb2+	Cu2+
Zn
Fe
Ni
Sn
Pb
Cu

Заповнити таблицю, поставивши знак (+) під іонами металів в тих випадках, коли ці метали витіснялись з їх солей у вільному стані при дії того чи іншого чистого металу, і знак (-) у випадках, коли витіснення не відбувалось.

Розташувати досліджені метали в ряд за зниженням їх відновлювальної активності. Виписати з таблиці їх стандартні електродні потенціали. Чи відповідає експериментально складений ряд витіснення металів їх положенню в ряді напруг? Приймаючи стандартний електродний потенціал водню рівним нулю, помістити водень в одержаний ряд активностей. Які з досліджених металів можуть витісняти водень з розбавлених кислот?