Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар Меншікті және эквивалентті, молярлы электрөткізгіштік анықтамасы.
Күшті және әлсіз электролитердің электр өткізгіштігі концентрацияға қандай тәуелділікте?
Иондардың қозғалғыштығы деген не?
Электрофоретикалық эффект, релаксация эффектісі деген не?
Ауысу саны нені білдіреді?
Кондуктометрия қандай әдіс?
1.Электролит өткізгіштікті қай теңдеу көрсетеді:
А) =
В)
С)
D)
Е)
2.Әлсіз электролиттердің концентрациясының азаюына байланысты эквивалентті электр өткізгіштік қалай өзгереді:
А) кішірейеді
В) өзгермейді
С) баланс қисығының максимумы жоқ
D) түзу сызықты емес болып, ұлғаяды
Е) түзу сызықты болып ұлғаяды
3. Кондуктометриялық титрлеу кезінде (титрлеудің соңғы нүктесіне дейін) күшті қышқыл мен күшті негіз болғанда ерітіндінің электр өткізгіштігінің азаюына қандай фактормен түсіндіруге болады:
А) иондардың концентрациясының өзгеруімен
В) рН ортаның өзгеруімен
С) ионның құрамының өзгеруімен
D) индикаторды қолдану арқылы
Е) қоспалардың қатысуына байланысты
4. Меншікті электр өткізгіштік қай теңдеумен сипатталады:
А)
В)
С)
D)
Е)
5. Эквивалентті электр өткізгіштікті есептеу үшін қай теңдеу қолданылады:
А) =
В)
С)
D)
Е)
6. Эквиваленттік электр өткізгіштіктің өлшем бірлігі:
А) ом см2 / г- экв
В) ом см
С) ом / см
D) кл
Е) кал.
7. Эквиваленттік электр өткізгіштіктің меншікті электр өткізгіштікпен байланысы қандай?
А) λ = χ* 1000/C
В) χ = 1 / ρ
С) R = ρl / S
D) Q = CVF
Е)
1
№ 15
дәріс
№15 Электрохимиялық тізбектер (гальваникалық элементтер). Жоспар: Электродтық процестер. Гальваникалық элемент, электрохимиялық реакциялар Гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші (ЭҚК).
Химиялық энергияны өздігінен электрлік энергияға айналдыратын қондырғы токтың химиялық көзі немесе гальваникалық элемент деп аталады. Гальваникалық элемент бір-бірімен екі немесе одан да көп жанасатын электродтары бар электролиттердің ерітінділерінен тұрады. Тотықсыздану реакциясы жүретін электродтар-катод, ал тотығу реакциясы жүретін электрод-анод деп аталады. Катод пен анод беттерінде электронның қатысуымен жүретін реакциялар электрохимиялық реакциялар деп аталады.
Мысал ретінде Даниэль-Якоби элементінің жұмыс істеу принципін қарастырайық. екі құты алып оларға мырыш және мыс тұздары ерітіндісін құяды, оларға өздерінің металл пластикасын батырады. Екі құтыны ерітінді толтырылған түтікше арқылы жалғастырады. Мырыш және мыс пластинкаларын металл өткізгішпен қосқан кезде жүйеде электр тогы пайда болады. Мырыш тұзына батырылған мырыш электрод тотығады, ол еріп ерітіндіге өте бастайды:
Zno ––> Zn2+ + 2е-
Сu2+ + 2е- ––> Сuo Тотығу-тотықсыздану процесін қосып процестің толық жүруін жазуға болады:
Z n0-2е Zn2+ тотығу-тотықсыздану
С u2++2е Сu0 тотықсыздану-катод процесі
Z n0+Сu2+ Zn2++Сu0
Бұл элемент схема түрінде былайша жазылады:
Zn / Zn2+ // Cu2+ / Cu
Гальваникалық тізбекті жазу формасы:
(-)Cu Zn Cu (+)
Теріс электрод сол жағына, ал оң электродты оң жағына жазу қажет.
Элементтің ЭҚК системада белгілі бір химиялық реакция өткенде атқарылған пайдалы максимальді жұмыспен сипатталады.
Реакциясы үшін: Е анықтауға болады:
Осыдан,
Еo-деп элементтің ЭҚК белгілесек, стандартты жағдайға келтірілген,
Еo- элементтің стандартты немесе нормальды ЭҚК деп атайды:
реакциясы үшін:
Гальваникалық тізбектің ЭҚК:
Мұндағы,
Кез келген металдың кристалл торы түйініндегі он зарядты металл ионы теріс зарядты бос электрондармен тепе-теңдікте тұрады. Металл пластинкасын суға батырған кезде, судың полюсті молекулалары әсерінен металл иондары беттік қабаттан бөлініп гидраттанған күйде ерітіндіге тарайды. Металл иондары әсерінен ерітінді оң зарядталады да,металл пластина теріс зарядталады.Бірақ металл катиондары онша алыстамай, теріс зарядта металл пластинасына тартылып сол пластина айналасына орналасады.Соның нәтижесінде ерітіндіде қос электрлік қабат пайда болады; металл мен ерітінді арасында потенциал айырымы түзіледі.Тепе-теңдік орнаған кездегі металл мен оны қоршаған ерітінді арасында пайда болған потенциал айырмасын электродтың потенциалы дейді.Әр электродтың потенциалы металдың тегіне,оның иондарының ерітіндіге активтігіне және температураға тәуелді.
Мұндағы Е-металл электродтық потенциалы,Е0-ион активтілігі 1-ге тең болғандағы электродтық потенциал,а-металл ионының активтілігі,R-универсалды газ тұрақтысы8,316Дж/кмоль;Т-температура;n-металл ионы заряды;F-Фарадей тұрақтысы 96487кл.z – ион заряды.
Егер металл пластина иондарының активтігі 1-ге тең,өз тұзы ерітіндісіне батырылған болса,оның электродтық потенциалы берілген температурада тұрақты шама болады. Осындай потенциалды электродтың стандартты потенциалы дейді.Электродтың стандартты потенциалын әр жеке электрод үшін бірден анықтау мүмкін емес.Оны басқа электродтың потенциалы мен салыстырып табады.Көбінесе салыстармалы электрод ретінде стандарт сутегі электроды қолданылады. Стандарт сутегі электроды электролиттік түрде пластина пластинасына тұндырылған платина ұнтағына тұрады.Бұл электрод иондарының активтігі бірге тең болатын күкірт қышқылының судағы ерітіндісіне батырылған.Электрод арқылы 101,3кПа қысыммен сутегі жіберілген.Осындай электрод потенциалын 0-ге тең деп алады.Осы сутегі электродына басқа металл электродтарды жалғау арқылы олардың стандартты электродтық потенциалдарын табады.Металдарды стандартты электродтық потенциалдарының өсуіне қарай орналастырса, олардың электрохимиялық кернеуі немесе металдардың стандартты электродтыққатары алынады.
Гальваникалық элементтің қайтымды жұмысы кезінде пайда болған потенциалдар максимальды айрымы гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші(ЭҚК) деп аталады. Даниэль-Якоби элементінің ЭҚК Нернст теңдеуі бойынша қарастырса:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Бұл теңдеуден Даниэль-Якоби элементінің ЭҚК концентрацияға тәуелді екені байқалады. Мыс және цинк иондарының концентрациясы тең болса элементтіңЭҚК стандартты электродтар потенциалының айрымына тең болады.
(6)
Электродтарды топтастыру. Бірінші ретті электродтарға металл пластинкасы өз тұзының ертіндісіне батырылған электродтар жатады. Бірінші ретті электродтар катионға қарағанда қайтымды, сондықтан Нернст теңдеуі былай жазылады:
Екінші ретті электродтарғаметал өзінің нашар еритін тұзымен қапталған және сол анионның басқа бір ерігіш тұзының ертіндісіне батырылған. Мұндай электрод анионға қарағанда қайтымды, электродты потенциалы анион концентрациясы мен температураға тәуелді, ол келесі түрде жазылады:
Салыстырмалы электрод Элементтің электродтық потенциалын анықтау үшін анықталатын электрод пен потенциалы алды белгілі салыстырмалы электродтан тұратын гальваникалық элементтің ЭҚК өлшеу керек. Салыстырмалы электродтарға сутектік, каломельді, хлоркүміс электродтары жатады.
Индикаторлы электрод ретінде практикада хингидронды және әйнек электродтары қолданады.
Тотығу–тотықсыздану немесе редокс электроды Тотығу дәрежесі әртүрлі бір элементі бар электролит ертіндісіне батырылған инертті бірінші ретті өткізгіштен тұратын электрод Тотығу–тотықсыздану немесе редокс электроды деп аталады.
