Лабораторная работа № 9 «Гальванические элементы» Опыт 1

Лабораторная работа № 9
«Гальванические элементы»
Опыт 1. Гальванический элемент с деполяризатором – катионом металла.
По заданию преподавателя из перечисленных электродов составьте элемент:
Zn2+│Zn, Сu2+│Сu, Ni2+│Ni, Cd2+│Cd.
Найдите по табл. 3 стандартные потенциалы электродов и запишите схему элемента,
уравнения электродных процессов и токообразующей реакции. Покажите ход электронов во
внешней цепи, а ионов - во внутренней. Вычислите ЭДС. Соберите элемент. Для этого в
батарейный стакан 1 (рис. 4) вставьте пористый стакан 2. Во внутренний стакан и наружный
поместите по одной выбранной металлической пластинке и залейте 1M растворами
соответствующих сернокислых солей. Присоедините пластинки к вольтметру с большим
внутренним сопротивлением и через 5 мин после замыкания цепи измерьте напряжение. Сделайте
вывод, является ли исследуемый элемент практически поляризующимся.
Рис. 4 Медно-цинковый элемент.
Опыт 2. Определение природы газового электрода в элементе.
В U - образную трубку налейте 3%-ый раствор хлорида натрия.
Электроды - железный гвоздь и графитовый стержень - тщательно зачистите наждачной
бумагой, промойте под краном проточной водой и погрузите в раствор. Замкните внешнюю цепь
через вольтметр и наблюдайте работу элемента: наличие тока в цепи и его направление.
Выключите вольтметр и замкните внешнюю цепь накоротко. Зарисуйте прибор и запишите
наблюдения.
Определите, с какой деполяризацией (водородной или кислородной) работает элемент. Для
этого, пользуясь значениями электродных потенциалов железа (в 3%-ом растворе NaCl ЕСР = 0,42), водородного и кислородного электродов в данной среде с учетом материала подкладки,
запишите анодный и катодный процессы, уравнение токообразующей реакции и составьте схему
работы элемента. (Прежде чем приступить к вычислению электродных потенциалов газовых
электродов, определите, какое значение рН имеет водный раствор NaCl. Почему?).
Убедитесь в наличии ионов железа, добавив в U - образную трубку 2-3 капли красной
кровяной соли К3[Fe(CN)6], a наличие ионов ОН- проверьте, добавив 2-3 капли фенолфталеина.
Отметьте изменение цвета. Дайте объяснение. Напишите ионное уравнение взаимодействия
красной кровяной соли с ионами железа.
Опыт 3. Поляризация при работе элемента и деполяризация.
В проделанном опыте 2 снова включите вольтметр в цепь (не встряхивая электродов!
Почему?). Наблюдайте уменьшение напряжения. Объясните наблюдаемое явление поляризации:
почему и как меняется электродный потенциал катода (анода)? Какой электрод поляризуется в
меньшей степени? Почему? Не размыкая внешней цепи элемента, добавьте в катодное
пространство несколько капель раствора перекиси водорода. Наблюдайте и запишите изменение
напряжения. Объясните процесс деполяризации в катодной зоне и роль перекиси водорода в этом
процессе.