Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі

12 Бақылау сұрақтары және жаттығулар

Металл-ерітінді ауданында потенциал секірімін түсіндір.
Алмасу тогі қалай дәлелденеді ?
Электрод потенциалы негізінде не түсіндіріледі? Оны қай электродпен салыстырып өлшейді? Никельдің сутегі бойынша электрод потенциясының өзгеруін электрохимиялық схемасын және электродтағы тотығу-тотықсыздану процесін жаз. Сыртқы тізбекте электрондар қозғалысының бағытын анықта және никель электрод потенциалының таңбасы қандай?
Электрод потенциалы қандай потенциал секірімін анықтайды, өлшем бірлігі, қандай факторларға тәуелді. Бірінші текті электролиттің қандай ионымен анықталады. Осы электрод потенциалын анықтайтын теңдеулерін жаз.
Металдардың кернеу қатары және оның мәні.
Катион мен анионға салыстырғанда қайтымды, редокс – электрод. Бірінші текті электродқа мысал келтіріңдер. Электрод потенциалы электролиттің қандай ионымен анықталады. Осы электрод потенциалын анықтайтын теңдеулерін жаз.
Неге екінші текті электродтарды катион мен анионға салыстырғанда қайтымды. Хлоркүміс электродының электрод потенциалының теңдеуін шығар.
Стандартты салыстыру электроды ретінде қандай электрод алынады.
Жұмыс кезіндегі тотығу-тотықсыздану реакцияларының электрохимиялық сызба нұсқасын келтіріңіз.
Диффузиялық потенциал деген не, оны қалай жояды?
Гальваникалық элементтің ЭҚК теңестіру әдіспен өлшеудің мәні не? Неге вольтметрмен өлшеуге болмайды?
Гальваникалық тізбек түрлерін келтір және ЭҚК өлшейтін потенциал секірімін атаңдар?
Гальваникалық поляризация құбылысы дегеніміз не?
Неге стандарт Вестон элементінің ЭҚК тұрақты? Осы жұмыстағы тотығу-тотықсыздану реакциясының электрохимиялық сызба нұсқасын келтіріңіз.
Индикатор-электрод деген не? рН-индикатор электродының сызба нұсқасын келтір және ортаның рН байланысты электрод потенциалының теңдеуін жаз.
Шыны электрод ерекшелігі, құрылысы?
Егер біреуі шыны электрод болса, гальваникалық элемент ЭҚК қарапайым теңестіру әдіспен өлшеуге бола ма?
Потенциометрлік титрлеу деген не?
Гальваникалық элемент қайтымды жұмысының белгілері?
Тасымалды және тасымалсыз гальваникалық элементтер. Мысал келтіріңіздер.

1-ші жаттығу.

Стандартты электродтың потенциал мәліметтерін пайдаланып (қосымша А) төмендегі реакция жүретін гальваникалық элементтің Э.Қ.К. анықтау:

Cr₂O₇^2-(aq)+14 H⁺(aq)+6J^-(aq)→2Cr³⁺(aq)+3J₂(қ)+7Н₂О(с)

Шешуі. Гальваникалық элементтің стандартты Э.Қ.К. (Е⁰) тең болады. Электродтағы сәйкес тотығу – тотықсыздану жарты реакциялардың потенциалдар қосындысына.

Е⁰=Е⁰_т-т+Е⁰_т-з_

Қарастырылып отырған жағдайға сәйкес келетін электродтың потенциалдары және жарты реакциялар төмендегідей.

Cr₂O₇^2-(aq)+14 H⁺(aq)+6→2Cr³⁺(aq)+ 7Н₂О(с); Е⁰_т-т=1,33В

6J^-(aq)→3О₂(қ)+6; Е⁰_т-т=- 0,54 В

Cr₂O₇^2-(aq)+14 H⁺(aq)+6J^-(aq)→2Cr³⁺(aq) +7Н₂О(с)+3J₂(қ); Е⁰ _{элемент}=0,79 В

Түсіндірме. Е_т-т таңбасы J^- үшін, 1 – кестеде көрсетілген I₂ тотықсыздану потенциалына кері болады. (қосымша А)

Айта кететін нәрсе, иодид ионының жарты реакциясын 3-ке көбейтуге тура келгенмен, жалпы реакция теңдеуінде сәйкес жарты реакция потенциалы 3-ке көбейтілмейді. Стандартты потенциал интенсивтік қасиетін көрсетеді – алынған, реагенттер мен өнімнің мөлшеріне тәуелсіз, тек олардың концентрациясына тәуелді. Сондықтан 6 моль J^– немесе 1 моль алынғанына тәуелсіз, тек иодид ионының концентрациясы өзгермей 1м болса болғаны. Сол сияқты жарты реакциялар қосындысы гальваникалық элементте өтетін толық химиялық реакция теңдеуін береді, ал сәйкес тотығу – тотықсыздану потенциалдарының қосындысы гальваникалық элементтің электр қозғаушы күшін береді. Қарастырып отырған жағдайда Е⁰ _{элемент}=0,79 В; Барлық гальваникалық элементтер оң Э.Қ.К. сипатталады (Е>0).

2-ші жаттығу.

1-ші суретте көрсетілген гальваникалық элементтің (Zn – Cu²⁺) Е⁰=1,1В, ал мырыш тотыққандағы: Zn(қ)→Zn²⁺+2, электродтың потенциалы Е⁰_т-т=0,76В, мыс тотықсызданғандағы: Cu²⁺+2→Cu(қ), электродтың потенциалы (Е⁰_т-з=?) есептеңіз.

Шешуі. Е⁰ _{элемент}= Е⁰_т-т+Е⁰_т-з_

1,1В=0,76В+ Е⁰_т-з

Е⁰_т-з=1,1В-0,76В=0,34В

Қолданылған әдебиеттер

Антропов Л.И. Теоритическая электрохимия / Л.И. Антропов. - М.: Высшая школа, 1965. - 356с.
Феттер К.Электрохимическая кинетика / К.Феттер. - М.: Химия, 1967. - 420с.
Краткий справочник физических-химических величин /Под. ред. Мищенко К.П., Радвелл А.А. - Л.: Химия, 1974. - 200с.
Горошков В.И. Физическая химия / В.И.Горошков, И.А.Кузнецов.- М.: Просвещение, 1986. - 405с.
Малахова А.Я. Практикум по физической и коллоидной химии / А.Я. Малахова. - Минск: Высшая школа, 1974. - 335с.
Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии / С.А.Балезин. - М.: Просвещение, 1972. - С.56-101
Дей К. Теоритическая неорганическая химия / К.Дей, Д.Селбин. - Л.: Химия, 1976. - 567с.

ҚОСЫМША А
А.1 кесте - Судағы ерітінділердегі стандартты электрондық потенциалдар (25ºС)

№

Электрод

Реакция

Е⁰, В

Катион бойынша қайтымды электродтар

Li⁺, Li

K⁺, K

Rb⁺, Rb

Cs⁺, Cs

Ra²⁺, Ra

Ba²⁺, Ba

Sr²⁺, Sr

Ca²⁺, Ca

Na⁺, Na

La³⁺, La

Mg²⁺, Mg

H⁺, H

Th⁴⁺, Th

Be²⁺, Be

U³⁺, U

Al³⁺, Al

Mn²⁺, Mn

Cr²⁺, Cr

Zn²⁺, Zn

Cr³⁺,Cr

Fe²⁺, Fe

Cd²⁺, Cd

Jn³⁺, Jn

Tl⁺, Tl

Co²⁺, Co

Ni²⁺, Ni

Sn²⁺, Sn

Pb²⁺, Pb

Fe³⁺, Fe

Cu²⁺, Cu

Cu⁺, Cu

Hg₂²⁺, Hg

Ag⁺, Ag

Hg²⁺, Hg

Au³⁺, Au

Pu³⁺, Pu

Li⁺+ e→Li

K⁺+e→K

Rb⁺+ e → Rb

Cs⁺+ e → Cs

Ra²⁺+ e → Ra

Ba²⁺+e →Ba

Sr²⁺+e → Sr

Ca²⁺+ e →Ca

Na⁺+ e → Na

La³⁺+ e → La

Mg²⁺+ e → Mg

H⁺+ e → H

Th⁴⁺+ e → Th

Be²⁺+ e → Be

U³⁺+ e → U

Al³⁺+ e → Al

Mn²⁺+ e → Mn

Cr²⁺+ e → Cr

Zn²⁺+ e → Zn

Cr³⁺+ e → Cr

Fe²⁺+ e → Fe

Cd²⁺+ e → Cd

Jn³⁺+ e → Jn

Tl⁺+ e → Tl

Co²⁺+ e → Co

Ni²⁺+ e → Ni

Sn²⁺+ e → Sn

Pb²⁺+ e → Pb

Fe³⁺+ e → Fe

Cu²⁺ +e → Cu

Cu⁺+ e → Cu

1/2Hg₂²⁺+ e →Hg

Ag⁺+ e → Ag

Hg²⁺+2e → Hg

Au³⁺ +3e →Au

Pu³⁺+3e → Pu

-3,015

-2,925

-2,923

-2,916

-2,906

-2,888

-2,866

-2,714

-2,522

-2,363

-2,106

-1,899

-1,847

-1,789

-1,662

-1,180

-0,913

-0,763

-0,744

-0,440

-0,403

-0,343

-0,336

-0,277

-0,250

-0,136

-0,126

-0,036

+0,337

+0,521

+0,798

+0,799

+0,854

+1,498

+2,03

Анион бойынша қайтымды электродтар

Se, Se^2-

S, S^2-

J₂, J^-

Br₂, Br^-

Se+2e → Se^2-

S+2 e→S^2-

1/2J₂+ e → J^-

1/2Br₂+ e →Br^-

-0,92

-0,447

+0,536

+1,065

Газ электродтар

H₂, OH^-

H⁺, HCOOH, Co₂(Pt)

H⁺, H₂

O₂, OH^-

H⁺, H₂O₂, O₂(Pt)

H⁺, HNO₃^-, NO (Pt)

H⁺, HNO₂, NO (Pt)

ClO₂, ClO₂^-(Pt)

H⁺, O₂(Pt)

O₃, O₂, OH^-(Pt)

H⁺, ClO₂, HClO₂^-(Pt)

Cl₂, Cl^-

H⁺, HClO, Cl₂(Pt)

H⁺, O₃, O₂(Pt)

H⁺, O (Pt)

F₂, F^-

H₂O+2e → H₂+ OH^-

Co₂+2H⁺+2e →HCOOH

H⁺+ e → 1/2 H₂

1/2O₂+ H₂O₂+2e → 2OH^-

O₂+2H⁺ +2e → H₂O₂

NO₃^-+4H⁺+4e → NO+2H₂O

HNO₂+ H⁺+ e → NO +H₂O

ClO₂+ e → ClO₂^-

O₂+4H⁺+4e →2 H₂O

O₃+H₂O+2e → O₂+2OH^-

ClO₂+ H⁺+ e →1/2 HClO₂^-

1/2 Cl₂+ e →Cl^-

HclO+ H⁺+ e →1/2Cl₂+ H₂O

O₃+2H⁺+2e → O₂+ H₂O

O+2H⁺+2e → H₂O

1/2 F₂+ e →F^-

-0,828

-0,199

0,000

+0,401

+0,682

+0,96

+1,00

+1,16

+1,229

+1,24

+1,275

+1,360

+1,63

+2,07

+2,422

+2,87

Екінші текті электродтар

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

Ca, Ca(OH)₂, OH^-

Sr, Sr(OH)₂, OH^-

Ba, Ba(OH)₂, OH^-

Mg, Mg(OH)₂, OH^-

U, UO₂, OH^-

Al, Al(OH)₃, OH^-

Mn, Mn(OH)₂, OH^-

Mn, MnCO₃, CO₂^2-

Cr, Cr(OH)₃, OH^-

Zn, ZnS, S^2-

Zn, Zn(OH)₂, OH^-

Cd, CdS, S^2-

Zn, ZnCO₃, CO₂^2-

Fe, FeS, S^2-

Pb, PbS, S^2-

Cu, Cu₂S, S^2-

Fe, Fe(OH)₂, OH^-

Si, SiO₂,

Cd, Cd(OH)₂, OH^-

Fe, FeCO₃, CO₂^2-

Te, TeJ,J^-

Cd, CdCO₃, CO₂^2-

Co, Co(OH)₂, OH^-

Ni, Ni(OH)₂, OH^-

Hg, HgS, S²-

Ag, Ag₂S₍₂₎, S^2-

Pb, PbO, OH^-

Tl, TlCl, Cl^-

Pb, PbCO₃, CO₃^2-

Bi, Bi₂O₃, OH^-

Pb, PbJ₂, J^-

Pb, PbSO₄, SO₄^2-

Cu,Cu₂O, OH^-

Tl, TlOH, OH^-

Pb, PbBr₂, Br^-

Pb, PbCl₂, Cl^-

Cu, CuJ, J^-

Ag, AgJ, J^-

Ge, GeO₂, H⁺

Hg, Hg₂J₂, J^-

Ag, AgCN, CN^-

Ag, AgBr, Br^-

Hg, HgO, Oh^-

Cu, CuCl, Cl^-

Hg, Hg₂Br₂, Br^-

Sb, Sb₂O₃, OH^-

Ag, AgCl, Cl^-

Hg, Hg₂Cl₂, Cl^-

Ag, Ag₂O, OH^-

Ag, AgJO₃, JO₃^-

Bi, Bi₂O₃, OH^-

Ag, Ag₂C₂O₄, C₂O₄^2-

Hg, Hg₂SO₄, SO₄^2-

Ag,Ag₂C₂H₃O₂, C₂H₃O₂^-

Ag, Ag₂SO₄, SO₄^2-

Ca(OH)₂,+2e → Ca+2OH^-

Sr(OH)₂+2 e → Sr+2OH^-

Ba(OH)₂+2 e → Ba+2OH^-

Mg(OH)₂+2 e → Mg+2OH^-

UO₂+2 H₂O +4 e → U+4OH^-

Al(OH)₃+3 e → Al+3OH^-

Mn(OH)₂+2 e → Mn+2OH^-

MnCO₃+2 e → Mn+CO₂^2-

Cr(OH)₃+3 e → Cr+3OH^-

ZnS+2 e → Zn+S^2-

Zn(OH)₂+2 e → Zn+2OH^-

CdS+2 e → Cd+S^2-

ZnCO₃+2 e → Zn+CO₂^2-

FeS+2 e → Fe+S^2-

PbS+2 e → Pb+S^2-

Cu₂S+2 e →2Cu+S^2-

Fe(OH)₂+2 e → Fe+2OH^-

SiO₂+ 4H⁺+4 e → Si+2 H₂O

Cd(OH)₂+2 e → Cd+2OH^-

FeCO₃+2 e → Fe+CO₂^2-

TeJ+ e → Te+J^-

CdCO₃+2 e → Cd+CO₂^2-

Co(OH)₂+2 e → Co+2OH^-

Ni(OH)₂+2 e → Ni+2OH^-

HgS+2 e → Hg+S²-

Ag₂S₍₂₎+2 e → 2Ag+S^2-

PbO+ H₂O+2 e → Pb+2OH^-

TlCl+ e → Tl+ Cl^-

PbCO₃+2 e → Pb+CO₃^2-

Bi₂O₃+3 H₂O +3 e → 2Bi+6OH^-

PbJ₂+2 e → Pb+2J^-

PbSO₄+2 e → Pb+SO₄^2-

Cu₂O+ H₂O+2 e → 2Cu+2OH^-

TlOH+ e → Tl+OH^-

PbBr₂+2 e → Pb +2Br^-

PbCl₂+2 e → Pb+2Cl^-

CuJ+ e → Cu+J^-

AgJ+ e → Ag+J^-

GeO₂+4H⁺+4 e → Ge+2 H₂O

1/2Hg₂J₂ + e → Hg+J^-

AgCN+ e → Ag+CN^-

AgBr+ e → Ag+Br^-

HgO+ H₂O+2 e → Hg+2OH^-

CuCl+ e → Cu+Cl^-

1/2Hg₂Br₂+ e → Hg+Br^-

Sb₂O₃+4OH^-+6 e → 2Sb+3 H₂O

AgCl+ e → Ag+Cl^-

1/2Hg₂Cl₂ + e → Hg+Cl^-

Ag₂O+ H₂O+2 e → 2Ag+2OH^-

AgJO₃+ e → Ag+JO₃^-

Bi₂O₃+6 e →2Bi+3H₂O

Ag₂C₂O₄+2 e → 2Ag+C₂O₄^2-

Hg₂SO₄+2 e → 2Hg+SO₄^2-

Ag₂C₂H₃O₂+ e → Ag+C₂H₃O₂^-

Ag₂SO₄+2 e → 2Ag+SO₄^2-

-3,02

-2,88

-2,81

-2,69

-2,39

-2,30

-1,55

-1,50

-1,48

-1,405

-1,245

-1,175

-1,06

-0,95

-0,93

-0,89

-0,877

-0,857

-0,809

-0,756

-0,753

-0,74

-0,73

-0,72

-0,69

-0,66

-0,578

-0,557

-0,506

-0,46

-0,365

-0,359

-0,358

-0,345

-0,284

-0,268

-0,185

-0,152

-0,15

-0,040

-0,017

+0,071

+0,098

+0,137

+0,140

+0,152

+0,222

+0,268

+0,345

+0,354

+0,371

+0,464

+0,615

+0,643

+0,654

Мазмұны

Теориялық бөлім

1 Гальваникалық элементтер және электрқозғаушы күштер 3

2 Диффузиялық потенциал туралы түсінік. Тасымалды және тасымалсыз тізбек 4

3 Жанасу потенциалдар айырымы туралы түсінік 5

4 Электрод-ерітінді фазалар бөлімі шекрасында потенциалдар секірімдерінің тууы 7

5 Электрохимиялық тізбек пен гальваникалық элементе жүретін электродтық реакцияның жазылу тәртібі. Электрқозғаушы күш 16

6 Электродтық потенциалдың ерітіндідегі потенциал анықтауыш иондардың активтілігіне тәуелділігі 18

7 Қайтымды және қайтымсыз гальваникалық элементтер 19

8 Гальваникалық элементтерді қолдану 22
Тәжірибелік бөлім

9 Зертханалық жұмыс. Теңестіру тәсілімен Якоби-Даниэль элементінің ЭҚК анықтау 30

10 Жұмыс жоспары 32

11 Есеп беру үлгісі 33

12 Бақылау сұрақтары және жаттығулар 34

Қолданылған әдебиеттер 37

Қосымша А 39

<предыдущая страница