Электрохимия. Гальванические цепи. (Лекция 6.2)

Содержание

Слайд 2

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости ЭДС электрохимической цепи от

Потенциометрический метод анализа
основан на использовании зависимости
ЭДС электрохимической цепи
от

активности анализируемого иона.

Потенциометрический метод анализа

Слайд 3

Потенциометрический метод анализа Электрод сравнения Индикаторный электрод К потенциометру Электрохимические цепи

Потенциометрический метод анализа

Электрод сравнения

Индикаторный электрод

К потенциометру

Электрохимические цепи содержат два электрода:
электрод

определения
(индикаторный) и электрод
сравнения.
Слайд 4

Потенциометрический метод анализа Ag AgCl KCl(нас.) Хлорсеребряный электрод – электрод сравнения Схема электрода: Ag, AgCl KCl(нас.)

Потенциометрический метод анализа

Ag

AgCl

KCl(нас.)

Хлорсеребряный электрод –
электрод сравнения
Схема электрода:
Ag, AgCl KCl(нас.)

Слайд 5

Потенциометрический метод анализа Стеклянная мембрана Хлорсеребряный электрод Буферный раствор

 

Потенциометрический метод анализа

Стеклянная мембрана

Хлорсеребряный
электрод

Буферный раствор

Слайд 6

Потенциометрический метод анализа

Потенциометрический метод анализа

 

Слайд 7

Потенциометрический метод анализа Виды потенциометрического анализа: - прямая потенциометрия, или ионометрия;

Потенциометрический метод анализа

Виды потенциометрического анализа:
- прямая потенциометрия, или ионометрия;
- потенциометрическое

титрование.

Метод прямой потенциометрии основан на определении концентрации иона непосредственно по измеренной ЭДС электрохимической цепи.

Слайд 8

Потенциометрический метод анализа Техника титрования: заполнение кончика бюретки Потенциометрическое титрование основано

Потенциометрический метод анализа

Техника титрования:
заполнение кончика бюретки

Потенциометрическое титрование основано

на определении точки эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи.
Слайд 9

Потенциометрический метод анализа Техника титрования

Потенциометрический метод анализа

Техника титрования

Слайд 10

Потенциометрическое титрование VT, мл Интегральная кривая титрования строится в координатах E

Потенциометрическое титрование

VT, мл

Интегральная кривая титрования строится в координатах E –

VТ (pH – VТ). Точка эквивалентности находится в середине скачка титрования.

E

Eт.э.

Т.Э.

Интегральная кривая титрования

Слайд 11

Потенциометрическое титрование pH pH щелочного раствора pH т.э. pH кислотного раствора т.э. VT, мл Алкалиметрия

Потенциометрическое титрование

pH pH щелочного раствора
pH т.э.
pH кислотного раствора
т.э.

VT, мл

Алкалиметрия

Слайд 12

Потенциометрическое титрование Построение интегральной кривой

Потенциометрическое титрование

Построение интегральной кривой

Слайд 13

Потенциометрическое титрование В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения H+ ионов.

Потенциометрическое титрование

В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения

H+ ионов.
Слайд 14

Потенциометрическое титрование В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения концентрации OH--ионов.

Потенциометрическое титрование

В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения

концентрации OH--ионов.
Слайд 15

Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование

Слайд 16

Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование

Слайд 17

Потенциометрическое титрование 18.2 мл 9,1 мл 5.2

Потенциометрическое титрование

18.2 мл

9,1 мл

5.2

Слайд 18

Потенциометрический метод анализа Дифференциальная кривая титрования строится в координатах: ∆Е/∆V -

Потенциометрический метод анализа

Дифференциальная кривая титрования строится в координатах: ∆Е/∆V -

VT. Точка эквивалентности находится в вершине кривой титрования. Эта кривая дает более точное определение т.э., чем интегральная.

Дифференциальная
кривая титрования

VТ, мл

∆Е/∆V мВ/мл

Слайд 19

Потенциометрический метод анализа Количественные расчеты производят по закону эквивалентов: Метод потенциометрического

Потенциометрический метод анализа

Количественные расчеты производят по закону эквивалентов:
Метод потенциометрического титрования

применяют при анализе мутных, загрязненных и окрашенных растворов в смешанных и неводных растворителях.
Слайд 20

Направление окислительно-восстановительных процессов Окислительно-восстановительный процесс будет протекать в нужном направлении при

Направление окислительно-восстановительных процессов
Окислительно-восстановительный процесс будет протекать в нужном направлении при условии,

что разность электродных потенциалов будет положительной.

 

Слайд 21

Направление окислительно-восстановительных процессов Оx(1) + Red(2) Red(1) + Оx(2) Оx(1) +

Направление окислительно-восстановительных процессов

Оx(1) + Red(2) Red(1) + Оx(2)
Оx(1) +

n1e– Red(1)
Red(2) – n2e– Оx(2)

Ox(1)/Red(1) Оx(2)/Red(2)
φ1 φ 2

Е = φ1 – φ2

Е > 0 →
Е < 0 ←

φ1 - окислительная полупара

φ2 - восстановительная полупара

Окислительно-восстановительную систему можно расчленить на две полупары:

Слайд 22

Часто вместо таких полупар рассматривают две полуреакции, в которые включают не

Часто вместо таких полупар рассматривают две полуреакции, в которые включают

не только атомы, изменяющие свою степень окисления, но и взаимодействующие с ними ионы Н+ и ОН-. Любая полупара, играющая в одной о/в реакции роль окислительной, может в другой реакции играть роль восстановительной.

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 23

Направление окислительно-восстановительных процессов Потенциал электрода, измеренный в стандартных условиях (T= 298K,

Направление окислительно-восстановительных процессов

Потенциал электрода, измеренный в стандартных условиях (T= 298K,

P= 1 атм, ап.о.и. =1M) по отношению к стандартному водородному электроду, называется стандартным или окислительно-восстановительным (φ°).

H+ Pt (H2)

Нормальный
водородный электрод

Слайд 24

Направление окислительно-восстановительных процессов Оx + Н2 Red + 2Н+ Е° =

Направление окислительно-восстановительных процессов

Оx + Н2 Red + 2Н+
Е° = φ°(Оx/Red)

– φ°(Н+/1/2Н2) = φ°(Оx/Red)
Данные стандартного потенциала полуреакции восстановления φ° приведены в справочниках.
Слайд 25

Направление окислительно-восстановительных процессов Окислительно-восстановительный процесс протекает в прямом направлении до конца

Направление окислительно-восстановительных процессов

Окислительно-восстановительный процесс протекает в прямом направлении до конца

при любых начальных условиях, если Е > 0,4 В.
Слайд 26

Направление окислительно-восстановительных процессов Чем выше значение стандартного электродного потенциала φ0, тем

Направление окислительно-восстановительных процессов

Чем выше значение стандартного электродного потенциала φ0, тем выше

у данной полупары окислительная способность, т.е. на этом электроде будет протекать процесс восстановления (+ е-). На электроде с более отрицательным значением φ0 протекает процесс окисления (- е-). У такой полупары выше восстановительная способность.
Слайд 27

Ряд red-ox потенциалов: Полуреакция BrO3− + 5H+ + 4e HBrO +

Ряд red-ox потенциалов:
Полуреакция
BrO3− + 5H+ + 4e HBrO

+ 2H2O 1,45 HBrO + H+ + 2e Br− + H2O 1,33
ClO4− + 8H+ + 8e Cl− + 4H2O 1,3
ClO4− + 4H2O + 8e Cl− + 8OH− 0,56

Повышение восст. способности

Повышение окисл. способности

φ°, В

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 28

Направление окислительно-восстановительных процессов Например: Сd2+ + 2e- Cd0, IO3- + 6H+ + 6e- I- + 3Н2О,

Направление окислительно-восстановительных процессов

Например:
Сd2+ + 2e- Cd0,
IO3- + 6H+ + 6e-

I- + 3Н2О,
Слайд 29

Направление окислительно-восстановительных процессов Первая система является системой восстановителя. На этом электроде

Направление окислительно-восстановительных процессов

Первая система является системой восстановителя. На этом электроде будет

протекать процесс отдачи электронов (процесс окисления): Cd0 - 2e- Сd2+
Вторая система – система окислителя. На этом электроде будет протекать процесс присоединения электронов (процесс восстановления): IO3- + 6H+ + 6e- I- + 3Н2О
Слайд 30

Направление окислительно-восстановительных процессов Суммарное уравнение реакции: Cd0 - 2e- Сd2+ 3

Направление окислительно-восстановительных процессов

Суммарное уравнение реакции:
Cd0 - 2e- Сd2+ 3
IO3- + 6H+

+ 6e- I- + 3Н2О 1
3Cd0 + IO3- + 6H+ 3Сd2+ + I- + 3Н2О
Слайд 31

Направление окислительно-восстановительных процессов Гальваническая цепь: Cd0 Сd2+ IO3-, H+ Pt I-

Направление окислительно-восстановительных процессов

Гальваническая цепь:
Cd0 Сd2+ IO3-, H+ Pt
I-
Е

= φ° IO3-/I- - φ° Сd2+/Cd0 = 1,085 – (-0,4) = 1,485 В
Е ˃ 0, процесс возможен.
Слайд 32

Направление окислительно-восстановительных процессов Cd2+ (р) + 2e- Cd (т) φ0 =

Направление окислительно-восстановительных процессов

Cd2+ (р) + 2e- Cd (т) φ0 = -0,40

В

Cd2+ - окислитель,
Cr - восстановитель

Aнод (окисление):

Катод (восстановление):

x 2

x 3

Е = -0,40 – (-0,74)

Е = 0,34 В

Cr3+ (р) + 3e- Cr (т) φ0 = -0,74 В

Например:

Слайд 33

Направление окислительно-восстановительных процессов Например: MnO4- + 8H+ + 5e- Mn+2 +

Направление окислительно-восстановительных процессов

Например:
MnO4- + 8H+ + 5e- Mn+2 + 4H2O,
φ0

MnO4-, H+/Mn+2 = 1,51 В
Fe+3 + e- Fe+2, φ0 Fe+3/Fe+2 = 0,77 В
Слайд 34

H+ MnO4- Fe+2 Направление окислительно-восстановительных процессов

H+
MnO4-

Fe+2

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 35

H+ MnO4- Fe+2 Направление окислительно-восстановительных процессов Солевой мостик

H+
MnO4-

Fe+2

Направление окислительно-восстановительных процессов

Солевой мостик

Слайд 36

H+ MnO4- Fe+2 Направление окислительно-восстановительных процессов

H+
MnO4-

Fe+2

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 37

H+ MnO4- Fe+2 Пористый диск Направление окислительно-восстановительных процессов

H+
MnO4-

Fe+2

Пористый диск

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 38

Восстановитель Окислитель e- e- e- e- e- e- Анод Катод Направление окислительно-восстановительных процессов

Восстановитель

Окислитель

e-

e-

e-

e-

e-

e-

Анод

Катод

Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 39

Направление окислительно-восстановительных процессов Первая система является системой окислителя. На этом электроде

Направление окислительно-восстановительных процессов

Первая система является системой окислителя. На этом электроде будет

протекать процесс присоединения электронов (процесс восстановления):
MnO4- + 8H+ + 5e- Mn+2 + 4H2O
Вторая система – система восстановителя. На этом электроде будет протекать процесс электронов (процесс окисления):
Fe+2 - e- Fe+3
Слайд 40

Направление окислительно-восстановительных процессов Суммарное уравнение реакции: MnO4- + 8H+ + 5e-

Направление окислительно-восстановительных процессов

Суммарное уравнение реакции:
MnO4- + 8H+ + 5e- →

Mn+2 + 4H2O 1
Fe+2 - e- → Fe+3 5
MnO4-+ 8H++ 5Fe+2 → Mn+2 +5Fe+3+4H2O
Слайд 41

Направление окислительно-восстановительных процессов

Направление окислительно-восстановительных процессов

 

Слайд 42

В гальванических элементах протекают необратимые реакции: их нельзя перезаряжать и можно

В гальванических элементах протекают необратимые реакции: их нельзя перезаряжать и можно

использовать однократно.
Химические источники тока, в которых протекают обратимые реакции, называют аккумуляторами: их можно перезаряжать и использовать многократно.

Практическое приложение ГЭ

Слайд 43

К: 2Н2 + ОН– + 4е– = 4Н2О А: О2 +

К: 2Н2 + ОН– + 4е– = 4Н2О

А: О2 + 2Н2О

= 4ОН–+ 4е–

Топливные элементы

е–

Етеор = 1,229 В

Епракт = 0,7 – 0,9 В

Слайд 44

Практическое использование гальванических элементов батарейка аккумулятор Катод Анод Сепаратор Анод Элект-ролит Катод

Практическое использование гальванических элементов

батарейка

аккумулятор

Катод

Анод

Сепаратор

Анод

Элект-ролит

Катод

Слайд 45

Источник тока + - Инертные электроды e- e- Батарейка (-) (+)

Источник
тока

+

-

Инертные
электроды

e-

e-

Батарейка

(-)

(+)

Слайд 46

Химические процессы при электролизе расплава хлорида натрия, NaCl? Na+ Cl-

Химические процессы при электролизе расплава хлорида натрия, NaCl?

Na+

Cl-

Слайд 47

+ - Источник тока Na (l) Электродная полуреакция Электродная полуреакция Электролиз

+

-

Источник
тока

Na (l)

Электродная полуреакция

Электродная полуреакция

Электролиз NaCl

Na+

Cl-

Cl-

Na+

Na+

Na+ + e- ? Na

2Cl- ?

Cl2 + 2e-

Cl2 (г) выделяется

NaCl (l)

(-)

Cl-

(+)

Слайд 48

+ - Источник тока e- e- NaCl (l) (-) (+) Катод:

+

-

Источник
тока

e-

e-

NaCl (l)

(-)

(+)

Катод:

Анод:

Электролиз NaCl

Na+

Cl-

Cl-

Cl-

Na+

Na+

Na+ + e- ? Na

2Cl- ? Cl2 +

2e-
Слайд 49

Электродные процессы Катод (-) ВОССТАНОВЛЕНИЕ Na+ + e- ? Na Анод

Электродные процессы

Катод (-)
ВОССТАНОВЛЕНИЕ Na+ + e- ? Na
Анод (+)
ОКИСЛЕНИЕ 2Cl- ?

Cl2 + 2e-
Суммарная реакция:
2Na+ + 2Cl- ? 2Na + Cl2
Слайд 50

БАТАРЕЯ - + + + + - - - 1,0 M

БАТАРЕЯ

-

+

+

+

+

-

-

-

1,0 M Au+3

1,0 M Zn+2

1,0 M Ag+

Au+3 + 3e- ? Au

Zn+2

+ 2e- ? Zn

Ag+ + e- ? Ag

e-

e-

e-

e-

Слайд 51

Вопросы для самоконтроля Сформулируйте правило «правого плюса». Укажите области применения гальванических

Вопросы для самоконтроля
Сформулируйте правило «правого плюса».
Укажите области применения гальванических элементов.
В чем

сущность потенциометрического метода анализа?
Как определяется направление окислительно-восстановительных процессов?
- Предыдущая
Вода в нашей жизни
Следующая -
Классификация экологических факторов

Похожие презентации

Контрольная работа по химическим реакциям
Презентация по Химии "Алотропія карбону" - скачать смотреть
Закономерности процессов тепло- и газообмена на пожаре
Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье-Брауна
Алкадиены
Кислотно-основное титрование в неводных средах
Азот и фосфор
Производство аммиака
Е-числа в школьном буфете
Спирты. Классификация спиртов
Строение, реакционные способности и методы синтеза алкадиенов
Презентация по Химии "Массовая доля вещества в растворе" - скачать смотреть
Абсорбционная осушка газа
Строение атома
Презентация по химии Такой разный песок
История одного металла. Медь и её сплавы.
Применение центрифугирования
Решение заданий ЕГЭ на составление окислительно-восстановительных реакций
Лёгкие металлы
Полімери. Поліетилен.
Вещества и физические тела
Производные углеводородов с одновалентной функцией
Реакцияға қабілетті олигомерлердің мономерлерге қарағанда артықшылығы
Азотсодержащие соединения. (Лекция 13)
Классификация металлов
Твердые растворы Zn1,92-2хMg0,08Mn2xSiO4 и Zn1,76-2хMg0,24Mn2xSiO4: синтез и спектроскопические свойства
Исследование орехов мендаля на содержание цианид-ионов
Модуль Химия на кухне. Углеводы
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть