Растворах электролитов

Цель работы: изучить процесс образования электродного потенциала,

измерить равновесный потенциал металла в водном растворе его соли и ори-

ентировочно определить его химическую активность относительно водорода.

Рабочее задание: измерить ЭДС элемента (напряжение разомкнутой

цепи – Uрц), составленного из испытуемого металла и хлорсеребряного элек-

трода сравнения, определить практически и рассчитать теоретически по

формуле Нернста потенциал исследуемого металла (Еме) в зависимости от

изменения концентрации его ионов в растворе, показать графически зависи-

мость ЕМе – lgСМеⁿ⁺, сделать вывод по результатам работы.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Металлы имеют кристаллическое строение. В узлах решеток располо-

жены положительно заряженные ионы, находящиеся в равновесии со сво-

бодными электронами; по уровню энергии расположенные в зоне проводи-

мости.

При погружении металла в водный раствор электролита поверхность

металла вступает во взаимодействие с полярными молекулами воды. В ре-

зультате взаимодействия происходит окисление металла, и его гидратиро-

ванные ионы переходят в раствор, оставляя в металле соответствующие им

электроны

Ме – ne + mH₂O → Meⁿ⁺(H₂O)_m. (1)

Металл становится заряженным отрицательно, а прилегающий слой

раствора – заряженным положительно. Положительно заряженные ионы из

раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности. На грани-

це металл – раствор образуется двойной электрический слой. Между метал-

лом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется элек-

тродным потенциалом пока неравновесным (рис. 1а), или потенциалом дан-

ного металла относительно его ионов в растворе. По мере перехода ионов в

раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный

заряд раствора у поверхности металла, что препятствует окислению металла.

Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция – возвращение ионов в

кристаллическую решетку – восстановление ионов металла до атомов

Men+._mH2O + ne → Мe + mH₂O. (2)

Дата добавления: 2015-10-02