10. osztályos tanuló beszámolója. "B"
iskolák 1257
Masolova Elena a témában:
Az elektrolízis alkalmazása.
Az elektrolízis lényege.
Elektrolízis Ez egy redox folyamat, amely az elektródákon megy végbe, amikor egyenáram áramlik át elektrolitok oldatán vagy olvadékán.
Az elektrolízis végrehajtásához csatlakoztassa egy külső egyenáramforrás negatív pólusához katód, és a pozitív pólusra anód, majd elektrolitoldattal vagy olvadékkal elektrolizátorba merítjük.
Az elektródák általában fémek, de nem fémeseket is használnak, például grafitot (vezető áramot).
Az egyenáramú forrás (katód) negatív pólusához kapcsolódó elektróda felületén ionok, molekulák vagy atomok kötődnek elektronokhoz, azaz elektrokémiai redukciós reakció megy végbe. A pozitív elektródán (anódon) elektronok szabadulnak fel, azaz oxidációs reakció következik be. És így, Az elektrolízis lényege abban áll, hogy a katódon redukciós folyamat, az anódon pedig oxidációs folyamat megy végbe.
Az elektrolízis hatására az elektródákon (katódon és anódokon) felszabadulnak a megfelelő redukciós és oxidációs termékek, amelyek a körülményektől függően reakcióba léphetnek az oldószerrel, elektródaanyaggal stb., úgynevezett másodlagos folyamatok.
A fémanódok lehetnek: a) oldhatatlanok vagy inertek (Pt, Au, Ir, grafit vagy szén stb.), elektrolízis során csak elektronátvivőként szolgálnak; b) oldható (aktív); Az elektrolízis során oxidálódnak.
Különféle elektrolitok oldataiban és olvadékaiban ellentétes előjelű ionok, pl. kationokÉs anionok, amelyek kaotikus mozgásban vannak. De ha az elektródákat egy ilyen elektrolit-olvadékba, például nátrium-klorid-olvadékba, NaCl-ba engedjük, és állandó elektromos áramot vezetünk át, akkor a Na+-kationok a katódra, a Cl-anionok pedig az anódra kerülnek. Tovább katód Az elektrolizátornál a Na+ kationok redukciója külső áramforrás elektronjaival megy végbe:
Na+ + e= Na0
Tovább anód megtörténik a klóranionok oxidációs folyamata, és a felesleges elektronok eltávolítása a Cl-ből egy külső áramforrás energiája miatt történik:
Cle=Cl0
A felszabaduló elektromosan semleges klóratomok egymással egyesülve molekuláris klórt képeznek: Cl + Cl = Cl2 , amely az anódnál szabadul fel.
Az olvadt nátrium-klorid elektrolízisének általános egyenlete:
2 NaCl>2Na+ + 2Clelektrolízis>2Na0 + Cl2 0
Az elektromos áram redox hatása sokszor erősebb lehet, mint a kémiai oxidálószerek és redukálószerek hatása. Az elektródák feszültségének változtatásával szinte bármilyen erősségű oxidáló- és redukálószert hozhat létre, amelyek egy elektrolitikus fürdő vagy elektrolizátor elektródái.
Köztudott, hogy egyetlen legerősebb kémiai oxidálószer sem képes elvenni fluoridion F az elektronja. De ez megvalósítható például az olvadt NaF só elektrolízise során. Ebben az esetben a katódon (redukálószer) ionos állapotból fémes nátrium vagy kalcium szabadul fel:
Na+ + e= Na0
az anódnál (oxidálószer) F fluoridion szabadul fel, negatív ionból szabad állapotba kerül:
Fe= F0 ; F0 +F0 = F2 0
- Az elektródákon felszabaduló termékek kémiai kölcsönhatásba léphetnek egymással, így az anód- és katódtereket membrán választja el egymástól.
Az elektrolízis gyakorlati alkalmazása.
Az elektrokémiai folyamatokat széles körben alkalmazzák a modern technológia különböző területein, in analitikai kémia,biokémia stb B vegyipar elektrolízis során klór és fluor, lúgok, klorátok és perklorátok, perkénsav és perszulfátok, vegytiszta hidrogén és oxigén stb. keletkeznek. Ebben az esetben bizonyos anyagokat a katódon redukálva nyernek (aldehidek, para-aminofenol stb.), mások elektrooxidációval az anódon (klorátok, perklorátok, kálium-permanganát stb.).
Elektrolízis be hidrometallurgia a fémtartalmú nyersanyagok feldolgozásának egyik szakasza, amely biztosítja a kereskedelmi fémek előállítását.
Az elektrolízis elvégezhető oldható anódokkal - az elektrofinomítási eljárás vagy oldhatatlan anódokkal - az elektroextrakciós eljárással.
A fémek elektrofinomításának fő feladata a katódfém megkívánt tisztaságának biztosítása elfogadható energiaköltségek mellett.
A színesfémkohászatban az elektrolízist használják fémkivonásércekből és azok közül tisztítás. Olvadt közeg elektrolízisével állítják elő az alumíniumot, magnéziumot, titánt, cirkóniumot, uránt, berilliumot stb.
Mert finomítás (tisztítás) A lemezeket fémből öntik elektrolízissel, és anódként helyezik el egy elektrolizátorban. Áramáteresztéskor a tisztítandó fém anódos oldódáson megy keresztül, azaz kationok formájában oldódik. Ezek a fémkationok azután a katódon kisülnek, ami tiszta fém kompakt lerakódását eredményezi. Az anódban lévő szennyeződések vagy oldhatatlanok maradnak, vagy bejutnak az elektrolitba, és eltávolítják.
Galvanizálás az alkalmazott elektrokémia olyan területe, amely a fémbevonatok fém- és nemfémes termékek felületére történő felvitelével foglalkozik úgy, hogy egyenáramot vezetnek át sóik oldatán. A galvanizálás galvanoplasztikára és galvanoplasztikára oszlik.
- Galvanostegy (görögül borítóig) egy másik fém fém felületén történő elektrokémiai leválasztás, amely szilárdan kötődik (tapadó) a bevont fémhez (tárgyhoz), amely az elektrolizátor katódjaként szolgál.
A termék bevonása előtt a felületét alaposan meg kell tisztítani (zsírtalanítani és maratni), ellenkező esetben a fém egyenetlenül rakódik le, ráadásul a bevonó fém tapadása (kötése) a termék felületéhez sérülékeny lesz. Galvanizálással egy alkatrészt vékony arannyal vagy ezüsttel, krómmal vagy nikkellel vonhat be. Az elektrolízis segítségével rendkívül vékony fémbevonatokat lehet felvinni különféle fémfelületekre. Ezzel a bevonási módszerrel az alkatrészt katódként használják annak a fémsónak az oldatába helyezve, amelyből a bevonatot kell előállítani. Ugyanabból a fémből készült lemezt használnak anódként.
- Elektrotípia elektrolízissel pontos, könnyen elválasztható, viszonylag jelentős vastagságú fémmásolatok előállítása különböző nemfémes és fémes tárgyakról, úgynevezett mátrixokról.
Mellszobrok, szobrok stb. galvanizálással készülnek.
A galvanizálást viszonylag vastag fémbevonatok más fémekre történő felvitelére használják (például nikkelből, ezüstből, aranyból stb. "fedő" réteget képezve).
A fent említetteken kívül az elektrolízist más területeken is alkalmazták:
- fogadása oxid védőfóliák fémeken (eloxálás);
- fémtermékek felületének elektrokémiai kezelése ( polírozás);
- elektrokémiai színezés fémek (például réz, sárgaréz, cink, króm stb.);
- víz tisztítás az oldható szennyeződések eltávolítása belőle. Az eredmény úgynevezett lágy víz (tulajdonságai hasonlóak a desztillált vízéhez);
- elektrokémiai élezés vágóeszközök (például sebészeti kések, borotvák stb.).
A 18. és 19. század fordulóján számos felfedezés született, amelyek egy új tudomány - az elektrokémia - születésének lendületét adták. És ennek a tudománynak az alapítói két tudós volt. Ők L. Galvani olasz fiziológus és A. Volt angol fizikus, akik 1799-ben létrehozták az első kémiai áramforrást - a „Voltikus oszlopot”. Ezeknek a tudósoknak sikerült kideríteniük, hogy amikor elektromos áram áthalad valamilyen só vizes oldatán, ebben az oldatban kémiai átalakulások mennek végbe, amelyeket ma elektrolitikusnak neveznek. Maga az elektrolízis különféle folyamatok meglehetősen összetett összessége. (a negatív ionok az anódra, a pozitív ionok a katódra hajlanak) és az iondiffúzió. Ezek különböző elektrokémiai és kémiai reakciók is, amelyek maguk az elektrolízistermékek között, ezen termékek és az elektrolit között, köztük és az elektródák között mennek végbe.
És ezeknek a folyamatoknak a tanulmányozásának nemcsak tudományos értéke van. Az elektrolízis gyakorlati alkalmazása ma már nagyon aktuális. Például tiszta hidrogén, nátrium vagy nikkel csak így nyerhető. Az iparban pedig az elektrolitikus eljárásokat különféle célokra használják. Segítségükkel oxigént, hidrogént, lúgokat, klórt és egyéb nemfémeket nyernek. Az elektrolízist bizonyos fémek (ezüst, réz) tisztítására is használják. Az elektrolitikus eljárások a lítium, kálium, nátrium, cink, magnézium és más fémek, valamint fémötvözetek előállításának alapjává is váltak.
Emellett az elektrolízis technológiai alkalmazása szerves anyagok előállítása, galvanizálás és fémfelületek feldolgozása (elektropolírozás, boridozás, tisztítás és nitridálás) is. Vannak még elektroforézis, elektrodialízis, galvanizálás és más hasonló eljárások, amelyeknek gyakorlati alkalmazása van. Az elektrolízis értéke abban is rejlik, hogy tiszta, közel 100%-ban fémeket állít elő.
Vegyük például a rezet. A rézérc oxidjait, kénvegyületeit, valamint más fémek szennyeződéseit tartalmazza. És az ebből az ércből nyert rezet ezekkel a szennyeződésekkel együtt lemezek formájában öntik. Ezután ezeket a lemezeket réz-szulfát (CuSO4) oldatába helyezzük anódként. És akkor jön az elektrolízis alkalmazása. A fürdő elektródáira bizonyos feszültséget kapcsolnak, és a katódon tiszta fém szabadul fel. És minden idegen szennyeződés kicsapódik vagy bejut az elektrolitba anélkül, hogy felszabadulna a katódon.
Az elektrolízis alkalmazása az alumínium gyártásánál is releváns. Ebben az eljárásban nem használnak vizes oldatot, azt olvadt bauxittal helyettesítik. Az ilyen ércek alumínium-oxidot, valamint vas- és szilícium-oxidot tartalmaznak. A bauxit lúggal történő kezelése után alumínium-oxidnak nevezett terméket kapunk. Ezt az alumínium-oxidot egy tűzálló kemencébe töltik, amelynek alja és fala szénlemezekkel van bélelve. Ezek a lemezek az áramforrás mínuszához csatlakoznak. És egy szénanód csatlakozik a pluszhoz, amely áthalad a kemence falán. És amikor az anódot leengedik a kemencébe, az alumínium-oxid megolvad. Ezután az elektrolitikus folyamat ebben az olvadt tömegben megy végbe. A kemence alján pedig tiszta (akár 99,5%) alumínium halmozódik fel, amelyet ezután formákba öntenek.
De az elektrolízis alkalmazása nem csak elektrometallurgia. Ily módon egy fém bevonható egy másik fémréteggel. Ezt az eljárást galvanizálásnak nevezik, és a fém felületének oxidáció elleni védelmére szolgál, ezáltal nagyobb szilárdságot ad, valamint a felület jobb megjelenését. Bevonatként általában nikkelt és krómot használnak, amelyek kevésbé érzékenyek az oxidációra, vagy nemesfémeket, például ezüstöt és aranyat.
Ebben az esetben a terméket alaposan zsírtalanítani, tisztítani és polírozni kell. Ezután katódként a fürdőbe helyezik, az elektrolit ebben a fürdőben fémsó oldat, amely bevonja a terméket. És az anód ugyanabból a fémből készül. És hogy ez a bevonat egységes legyen, a katódot két anód közé helyezzük. Ezután bizonyos teljesítményű áramot vezetnek az elektródákra, és a katódot ezüst-, arany-, nikkel- vagy krómréteggel vonják be.
Az elektrolízisnek van egy olyan alkalmazása is, amelyet galvanizálásnak neveznek. Ezzel a módszerrel különféle fémtárgyak (érmek, érmék, domborművek) másolatai készülnek. Ehhez a tárgy másolatát műanyagból, például viaszból készítik. Ezután grafitporral vonják be, hogy elektromosan vezetőképessé tegyék, és a másolatot fürdőbe helyezik, ahol katódként szolgál. És elektrolízissel ezt a másolatot a szükséges vastagságú fémréteggel vonják be. Ezután a viaszt melegítéssel eltávolítják. És ez csak egy kis része azoknak a lehetőségeknek, amelyeket az elektrolízisnek nevezett módszer nyújt.
Az elektrolízist széles körben használják a technológiában. Gyakorlatilag nincs olyan technológiai ág, ahol ne használnák.
A megfelelő sók vagy hidroxidok olvadékainak elektrolízisével alkáli- és alkáliföldfémeket, valamint magnéziumot, berilliumot és alumíniumot kapnak.
A sóoldatok elektrolízise során réz, cink, kadmium, nikkel, kobalt, mangán és más fémek keletkeznek.
A fémek (réz, arany, ezüst, ólom, ón stb.) elektrolitikus finomítását alkalmazzák a szennyeződések eltávolítására. A finomítás során a tisztított fém anódként szolgál. Az anódnál feloldódnak az alapfém és a szennyeződések, amelyek potenciálja negatív, mint a tisztítandó fém potenciálja. A pozitívabb potenciállal rendelkező szennyeződések az anódnál iszap formájában kicsapódnak. Az elektrolitba bekerült szennyeződéseket időszakosan vagy folyamatosan eltávolítják az elektrolitból. A nem nemesfém kationjai a katódon kisülnek, így tiszta fém kompakt lerakódása jön létre.
A fémek elektrolízissel történő bevonásának módszerét galvanizálásnak nevezzük. A galvanizálást a fémek korrózió elleni védelmére, a fémfelület keményítésére és dekorációs célokra használják. Ebben az esetben a bevont termék katódként szolgál, amelyet a terméken lerakódott fém sóoldatával elektrolitikus fürdőbe merítenek. Az anód a bevonó fém, amely az elektrolízis során feloldódik, és ionjai kisütve lerakódnak a katódra.
A galvanizálás pontos fémmásolatok készítése tárgyak domborműveiről elektrolízissel. A galvanoplasztikát az orosz tudós fedezte fel B.S. Jacobi. Egy tárgy másolásához viaszból mátrixot készítenek - ennek az objektumnak a fordított (negatív) képe, amelyet grafittal vonnak be, így elektromos áramot vezetnek. Amikor elektromos áramot vezetünk át, az anód feloldódik, és a katódon fémréteg rakódik le, amely könnyen elválasztható a tárgytól. Az eredmény ennek az elemnek a pontos fémmásolata. A galvanizáláshoz általában rezet használnak, de néha más fémeket is használnak - vasat, nikkelt, ezüstöt. A galvanizálással kliséket állítanak elő nyomdapapírokhoz, hanglemezekhez és egyéb termékekhez. Így a rádiótechnikában és a műszergyártásban nagyon vékony falú, összetett formájú termékekre van szükség (hullámvezetők, csőmembránok), amelyeket galvanizálással állítanak elő. Alumínium öntőformát készítünk, amelyre elektrolízissel felvisszük a kívánt vastagságú rézréteget, majd a formát sósavban vagy lúgban feloldjuk, amivel a réz nem lép reakcióba. Az eredmény egy mikronban mért falvastagságú termék.
Az elektrolízist nehezen megmunkálható fémek elektrokémiai feldolgozására használják. Az elektrokémiai fémfeldolgozás során a fémek csiszolása és polírozása gyorsan kisimítja az érdes fémfelületet, így tükörfényt ad. Ebben az esetben az eltávolított fém oldatban marad, ahonnan kinyerhető és újra felhasználható.
A vegyiparban az elektrolízist értékes vegyi termékek, például hidrogén és oxigén előállítására használják vízből. Az elektrolízissel előállított hidrogént az energiaszektorban hő- és atomerőművek generátorainak hűtésére használják. Az elektrolízis során nátrium-klorid oldatából klór és lúg, olvadt sókból fluor képződik. A fluort sokáig nem lehetett szabad állapotban előállítani, mivel egyetlen kémiai oxidálószer sem tudja elvenni az elektronját az F fluoridiontól. Az elektromos áram oxidáló hatása azonban sokszor erősebb, mint a kémiai oxidálószereké, így a fluoridionból csak fluorsók olvadékának elektrolízisével lehetett elektront eltávolítani. Az elektrolízis során olyan oxidálószerek keletkeznek, mint a hidrogén-peroxid, kálium-permanganát, kromátok, klorátok, hipokloritok stb.
Az elektrolízis folyamatának lényege
Elektrolízis
Példaként tekintsük a réz-klorid vizes oldatának elektrolízise során fellépő folyamatokat. Helyezze ezt az oldatot egy edénybe, az úgynevezett elektrolizáló készülékés merítsünk bele két grafitrudat. Amikor a réz-kloridot vízben oldjuk, teljes disszociációja következik be, és a keletkező Cu 2+ és Cl - ionok véletlenszerűen mozognak az oldatban. Vegyünk egy egyenáramforrást - egyenirányítót vagy akkumulátort -, és csatlakoztassunk grafitrudakat a kapcsaihoz. Az ionok mozgása az oldatban rendezettté válik: a pozitív Cu 2+ ionok a negatív elektród felé mozdulnak el, ún. katódés Cl ionok - - a pozitív elektródához - anód. Ezért pozitív ionokat nevezünk kationokés negatív - anionok. A Cu 2+ ion a katódhoz közeledve, ahol felesleges elektronok vannak, két elektront köt össze, semleges atommá alakulva - a katód felületén fémrézréteg jelenik meg:
(–) Cu 2+ + 2e ® Cu
A Cl-ionok átadják elektronjaikat az anódnak, és klórmolekulákká alakulnak:
(+) 2Cl - - 2e ® Cl 2
Így az egyenáram réz-klorid oldatán való átvezetése eredményeként két új anyagot kaptunk - fémes rezet és gáznemű klórt.
Az elektrolízis az a redox folyamat, amely az elektródákon megy végbe, amikor egyenáram áramlik át oldaton vagy megolvadt elektroliton.
A redukciós folyamat a katódon, az oxidációs folyamat pedig az anódon megy végbe.
Emlékezzünk vissza, hogy a galvánelemben a katód a pozitív elektróda, az anód pedig a negatív. A fő dolog az mind a galvánelemben, mind az elektrolízis során a katódon redukció, az anódon oxidáció történik.
A galvánelem működési elvét figyelembe véve megjegyeztük, hogy a benne végbemenő folyamatok mindig spontán. Éppen ellenkezőleg, minden elektrolízis folyamat nem spontán, azaz energiát igényel elektromos áram formájában. Az egyenáramú forrás egyfajta szivattyú szerepét tölti be, amely elektronokat pumpál az anódról a katódra. Az elektrolízis során az elektródákon végbemenő folyamatok természete az elektrolit és az oldószer természetétől, az elektródák gyártási anyagától és egyéb tényezőktől függ.
Az elektrolízist széles körben használják a technológia különböző területein. Íme az eljárás használatának főbb utasításai.
1.Fémek megszerzése.
A tiszta alumínium és a periódusos rendszer IA és IIA csoportjába tartozó fémek izolálása olvadt vegyületek elektrolízisével, a fennmaradó fémek vizes oldatok elektrolízisével történik.
2.Fém tisztítás.
Erre a célra oldható anóddal végzett elektrolízist alkalmaznak.
3.Fémbevonatok beszerzése.
A fémek galvanizálását dekorációs célokra, a korrózió elleni védelem, a keménység és az elektromos vezetőképesség növelése érdekében végzik. A fémleválasztást vizes sóoldat elektrolízisével hajtják végre, és a bevont terméket katódként szuszpendálják az elektrolizátorban.
4.Alumínium és ötvözeteinek eloxálása.
Kénsav oldatát veszik elektrolitnak, katódként egy ólomlemez, anódként pedig az eloxálandó termék szolgál. Az elektrolízis során az anódon alumínium-oxid film képződik, amely megvédi a terméket a korróziótól. A fólián számos pórus található, amelyeket festékkel vagy fényérzékeny vegyülettel lehet kitölteni – ez az alumínium tárgyak színezésére és fényképezésre szolgál.
5.Különféle vegyszerek készítése.
Ilyen eljárásokra példa a nátrium-klorid vizes oldatának elektrolízise. Az elektrolízis folyamata során a katódon hidrogén, az anódon klór szabadul fel, az oldatban lúgos NaOH halmozódik fel.
6.Rozsdásodás elleni védelem.
A katódos védelem egy elektrolízis folyamaton alapul, amelyben a védett tárgyat egy áramforrás negatív pólusához kötik, pl. katód szerepét tölti be, amelyen a víz redukciója történik.
KÉRDÉSEK ÉS FELADATOK AZ ÖNIRÁNYÍTÁSHOZ
1.Milyen értéket nevezünk fajlagos elektromos vezetőképességnek? Milyen mértékegységekben mérik?
2.Hogy nevezzük a konduktometrikus cellaállandót? Hogyan definiálható?
3. Milyen tényezőktől függ a fajlagos vezetőképesség?
4. Ábrázolja az erős és gyenge elektrolitok fajlagos vezetőképességét a koncentráció függvényében. Magyarázza el a görbék természetét!
5. Milyen mennyiséget nevezünk moláris elektromos vezetőképességnek? Hogyan kapcsolódik a vezetőképességhez?
6. Rajzolja fel az erős és gyenge elektrolitok moláris vezetőképességének koncentrációtól való függését ábrázoló grafikont! Magyarázza el a vonalak természetét!
7. Milyen értéket nevezünk határérték moláris vezetőképességnek? Hogyan definiálható?
8.Mi jellemzi az erős elektrolit elektromos vezetőképességi együtthatóját? Hogyan definiálható?
9.Mi a lényege az ionmozgás függetlenségi törvényének? Miért alkalmazzák ezt a törvényt?
10.Hogyan határozható meg konduktometriás módszerrel egy gyenge elektrolit disszociációs foka?
11. A 0,01 mol × dm -3 koncentrációjú kálium-klorid oldat ellenállása 180°C-on mérve 1,23 Ohm. Ennek az oldatnak a fajlagos vezetőképessége 180°C-on 1,22 S×cm -1. Mi a vezetőképességi cella állandója?
12.A konduktometrikus cella állandója 0,42 cm -1. A 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú ezüst-nitrát oldat elektromos vezetőképessége ebben a cellában mérve 0,0284 Sm. Mekkora az ezüst-nitrát moláris elektromos vezetőképessége a jelzett koncentráció mellett?
13. A kálium-klorid 0,2 mol/dm 3 -es oldatának moláris elektromos vezetőképessége 12,4 S×cm 2 ×mol -1. A kálium-klorid határérték moláris vezetőképessége 149,9 cm × cm 2 × mol -1. Mi az elektromos vezetőképességi együttható? Hogyan változik ez az érték, ha az oldatot hígítják? Miért?
14. Az ammónium-hidroxid disszociációs állandója 1,8 × 10 -5, a határérték moláris vezetőképessége 271,8 S cm 2 mol -1. Mekkora a moláris vezetőképessége 1×10 -1 mol×dm -3 ammónium-hidroxid oldatnak?
15.Mi a mechanizmusa a potenciál megjelenésének a fém-oldat határfelületen?
16. Milyen tényezőktől függ az elektródpotenciál értéke? Írd fel a Nernst-egyenletet?
17.Mi az a hidrogénelektróda? Írd fel rá a Nernst-egyenletet!
18. Milyen elven épül fel a feszültségsor? Milyen következtetések vonhatók le a fém feszültségsorban elfoglalt helyzetéből, ha figyelembe vesszük a helyettesítési reakciókat, az elektrokémiai korróziós folyamatokat és az elektrolízist?
19.Mi az a második típusú elektróda? Írd fel a Nernst-egyenletet!
20.Írja fel a Nernst-egyenletet egy redox elektródára! Egy anyag mely tulajdonságait jellemzi a standard redoxpotenciál értéke?
21. Fogalmazza meg a redox reakciók spontán bekövetkezésének feltételét!
22.Hogyan készül az üvegelektróda? Mire használják?
23.Mekkora potenciállal rendelkezik egy 0,02 mol/dm 3 vas(II)-szulfátot és 0,002 mol/dm 3 vas(III)-szulfátot tartalmazó oldatba merített platinaelektród egy standard hidrogénelektródához képest?
24. A hidrogénelektród potenciálja ecetsavoldatban -120 mV a standard hidrogénelektródához képest. Mi az oldat pH-ja?
25.Mi az a galvánelem? Milyen szerepet játszik benne a sóhíd?
26.Melyik elektródát nevezzük a galvánelemben katódnak? Anód? Miért eltérő előjelűek a katódok a galvánelemben és az elektrolízisben?
27.Mit nevezünk galvánelem elektromotoros erejének? Hogyan számítják ki?
28. Rajzoljon áramkört az emf mérésére! Miért nem voltmérővel mérik?
29. Milyen kémiai reakció játszódik le galvánelemben: Zn/ZnSO 4 // H 2 SO 4 /H 2 (Pt), ha C (ZnSO 4) = 0,01 mol/dm 3, C (H 2 SO 4) = 5 ×10 -4 mol × dm -3 . Mi az e.m.f. ez az elem?
30. Készítsen diagramokat galvanikus cellákról, amelyekben a következő áramfejlesztő reakciók fordulnak elő:
a) Fe + NiCl 2 = Ni + FeCl 2 c) CuSO 4 + H 2 = Cu + H 2 SO 4
b) Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 d) Cr +2 + Fe +3 = Cr +3 + Fe +2
31. Milyen galvánelemeket nevezünk koncentrációs celláknak? Milyen folyamatok játszódnak le bennük és hogyan befolyásolják az emf értékét?
32. Hogyan működik az üzemanyagcella, és mi az előnye más elektromos energiaforrásokkal szemben?
33. Az alábbi reakciók közül melyik fordulhat elő spontán előrefelé?
a) MnO 4 - + Fe 2+ ® Mn 2+ + Fe 3+
b) KCl + Br 2 ® KBr + Cl 2
c) Cu + H 2 SO 4 ® CuSO 4 + H 2
d) Fe 3+ + KI ®Fe 2+ + I 2
f) Sn +4 + Fe +2 ® Sn +2 + Fe +3
g) Ni + FeSO 4 ®Fe + NiSO 4
34. Számítsa ki a következő reakciók egyensúlyi állandóit!
a) Fe +3 + Ag « Fe +2 + Ag +
b) Sn +4 + H2 «Sn +2 + 2H+
c) 2Ce +4 + 2Cl - «2Ce +3 + Cl 2
d) Fe +3 + Cr +2 « Fe +2 + Cr +3
35.Milyen folyamatot nevezünk elektrokémiai korróziónak? Mi az alapvető különbség a savas környezetben és a semleges és lúgos környezetben zajló korróziós folyamatok között?
36. Írjon diagramokat a katódos és anódos folyamatokról a korrózió során:
a) réz-cink párok semleges környezetben;
b) vas-nikkel párok savas környezetben;
c) ón-cink párok semleges környezetben;
d) alumínium - réz párok semleges környezetben.
37. Milyen folyamatok mennek végbe, ha egy vasalkatrészen a cinkbevonat megsérül a nedves levegőben?
38. Milyen bevonatokat nevezünk katódosnak? Milyen folyamatok mennek végbe, ha a katódbevonat megsérül?
39. Mi a futófelület korrózió elleni védelmének elve? Hogyan történik a katódos védelem?