Описание лабораторной установки и порядок выполнения опыта.

. Электролиз водного раствора сульфата меди с медным анодом.

Опыт проводите в стакане, который закрывается эбонитовой крышкой, снабженной двумя клеммами для закрепления электродов (см. рис. 1).

1.

3

2

Раствор электролита

2. Анод.

3. Катод.

 

 

Рис. 1. Электролизный стакан.

1. Раствор электролита

2. Анод       

3. Катод

Тонкий медный электрод тщательно зачистите абразивным порошком, промойте проточной водой, высушите фильтрованной бумагой и взвесьте на технических весах с точность до 00,1 гр.

Закрепите с помощью зажимов оба медных электрода в крышке стакана. В стакан налейте ¾ его объема раствор состава:

CuSO₄*5H₂O-150 г/л.

H₂SO₄-50г/л.

С₂H₅OH-50г/л.

Опустите электроды в раствор. Электроды соедините с полюсами источника тока. Включите, отметив по секундной стрелке часов время и ток в цепи электролизера. Быстро при помощи реостата установите силу тока 0,5-1,5 А, поддерживайте её постоянной.

Составьте схему электролиза (см. рис. 2) и уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде. По истечении 20 минут (в случае резкого падения тока электролиз прекратить) освободите из зажимов катод, вымойте его в проточной воде, осторожно просушите фильтрованной бумагой и снова взвесьте на технических весах. Все количественные параметры электролиза внесите в таблицу 3.

                                                                                         Таблица 3.

 

J(A)	τ (c)	Масса катода (Cu)		mт (теор.)	mτ- mo (факт.)	η(Сu)%
		mo	mт

 

Рис. 5. Схема процесса электролиза.

Пользуясь полученными данными, по формуле Фарадея, рассчитайте теоретически возможное количество восстановленной на катоде меди. Считая, что масса растворенной с анода меди точно равна её количеству, осажденному на катоде, определите для этого процесса выход по току.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПЛАНИРОВАНИЮ И ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА.

При проведении эксперимента следить за показаниями приборов.

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА.

1. Порядок проведения опыта.

2. Расчеты.

3. Ответы на контрольные вопросы.

4. Вывод                                                                                                                         5.Решить предложенный вариант

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Москва: Интеграл –

пресс, 2001 – 2006,95 -102 с.

2. Коровин Н. В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2004,204 -212 с.

3.Белозерова Т.И. Химия. Конспект лекций. в двух частях для. инженерно-                 технических (нехимических) специальностей.- Северодвинск: Севмашвтуз., 2009г.,часть1.

10. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.

1. Соблюдайте осторожность при работе с ареометром.   

 2 Не оставляйте на рабочих местах грязную посуду.

Лабораторная работа № 5.

Коррозия металлов и сплавов и методы защиты металлов от коррозии.

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение влияния некоторых факторов на протекание электрохимической коррозии и изучить методы защиты металлов от коррозии.

2.РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ:

1) проделать лабораторную работу

2) ответить на контрольные вопросы

3.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ:

Коррозия - это процесс самопроизвольного разрушения (окис­ления) металлов под химическим и электрохимическим воздействием окружающей среды. По механи­ческому протеканию коррозионные процессы могут быть разбиты на две группы: химические и электрохимические. Химическая коррозия протекает в сухих газах, жидкостях, не обладающих заметной электропроводностью. Это обычная химическая, гетерогенная, окис­лительно-восстановительная реакция. Например, при высокой тем­пературе происходит коррозия Fе:

4Fe+3O₂=2Fe₂O₃

Электрохимическая коррозия происходит в электролитах и сопро­вождается образованием электрического тока.

Электрохимическое растворение металла - сложный процесс, состоящий из трех основных:

1. анодного процесса - процесса перехода ионов металла в раствор, появления гидразированных ионов металла в электро­лите и некомпенсированных электронов на анодных участках.

Me - ne — Меⁿ⁺

Этот процесс происходит на более электроотрицательных участках поверхности;

2. процесса перетекания электронов по металлу от анодных участков к катодным и соответствующего перемещения катионов и анионов в растворе;

3.Катодного процесса – ассимиляции (усвоения) электронов какими-либо окислителями ионами или молекулами раствора, способными к восстановлению на поверхности катода (они называются деполяризаторами (Д)). Катодный процесс происходит на более электроположительных участках поверхности.

Наиболее распространенные в природе окислители – деполяризаторы – ион водорода H⁺ и молекулярный О₂, растворенный в электролите. В зависимости от характера среды катодные процессы протекают следующим образом:

В кислой среде:

2Н⁺+2е=Н₂↑

в нейтральной среде:

О₂+2Н₂О+4е→4ОН^-

Т.о. электрохимическая коррозия на неоднородной поверхности металла аналогична работе короткозамкнутого гальванического элемента. Разность потенциалов анодного и катодного участков, которая обуславливает появление тока в коррозионном элементе, связана не только с различием металлов, образующих этот элемент. Это различие может быть связано с состоянием металла (например, различные обработки поверхности, микроструктура и т.д.) и с составом электролита (разные концентрации солей, концентрация кислорода, скорость движения, коррозионной среды и др.).