Разработка лабораторной работы по электрогравиметрическим методам анализа

4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.А. КУЛЕШОВА»

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

КАФЕДРА ХИМИИ

Разработка лабораторной работы по электрогравиметрическим методам анализа

Курсовая работа

Студента 3 курса

Баранова Александра Сергеевича

МОГИЛЕВ 2011

Оглавление

• Введение
• Глава 1. Обзор литературы
• 1.1 Общая характеристика электрогравиметрического метода анализа
• 1.2 Электрогравиметрическое разделение
• 1.3 Внутренний электролиз
• 1.4.1 Аппаратурное оформление процесса
• 1.4.2 Современные приборы
• Глава 2. Эксперементальная часть
• 2.1 Осаждение меди методом цементации
• 2.2 Осаждение меди внешним электролизом
• 2.3 Совместное осаждение меди и никеля
• 2.4 Примеры по теме электрогравиметрическое осаждение
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Лабораторный практикум по разделу электрохимические методы анализа курса физико-химические методы анализа содержит лабораторные работы по потенциометрии, кондуктометрии.
• Кулонометрия как метод анализа в лабораторном практикуме не представлена.
• Исходя из этого перед нами была поставлена цель:
• Разработать лабораторную работу, использующую кулонометрический метод определения металлов для лабораторного практикума в курсе ФХМА
• Задачи:
• • Подбор методик
• • Отработка лабораторной работы
• • Разработка заданий для самостоятельной работы студентов
• Глава 1. Обзор литературы
• 1.1 Общая характеристика электрогравиметрического метода анализа
• Электрогравиметрический анализ относится к физико-химическим методам анализа. Характерной особенностью его является осаждение определяемого элемента путем электролиза на предварительно взвешенном электроде. Электрогравиметрический анализ применяется почти исключительно для определения металлов. Обычно они присутствуют в растворах в виде катионов, которые при электролизе перемещаются к катоду и, разряжаясь, осаждаются на нем в виде металлов. О количестве выделенного металла судят по увеличению массы катода. Только очень немногие металлы осаждаются при электролизе на аноде. К ним относятся, например, марганец и свинец, окисляющиеся в процессе электролиза до MnO2 и РЬО2. Полученные на катоде осадки металлов в большинстве случаев вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым и к осаждаемой, и к весовой формам (малая растворимость и чистота, т. е. отсутствие загрязнений) поэтому электролиз дает возможность очень точно определять содержание некоторых металлов в растворах их солей, а применение соответствующей аппаратуры и проверенных методик позволяет выполнять определения сравнительно быстро. Электрогравиметрический анализ весьма широко применяется на практике, особенно при исследовании цветных металлов и сплавов. Кроме того, когда в растворе присутствует не один, а несколько катионов, может происходить одновременное разряжение и осаждение их на катоде или разряжение вместо определяемого каких-либо посторонних ионов (например, Н+-ионов).
• Обычная установка для электролиза показана на рис.1.
• Рис.1 Установка для электролиза
• 1.2 Электрогравиметрическое разделение
• Для обеспечения количественного электроосаждения металла, потенциал катода (не считая перенапряжение) должен быть более отрицательным, чем потенциал начала электролиза. Например, минимальный катодный потенциал, при котором начинается электроосаждение 0,1 М Cu²⁺, вычисляется по уравнению Нернста:
• Е=Е₀ + =0,35-0,3=0,32 В
• Выделение меди считается количественным, если концентрация ионов Cu²⁺ в растворе будет 10^-6 моль/л или меньше. Потенциал катода в этом случае будет равен:
• Е=Е₀ + ^-6=0,171 В
• Результаты аналогичных расчетов показывают, что разделение металлов методом электролиза возможно, если их стандартные электродные потенциалы различаются на 0.2…..0,3 В. Этот критерий позволяет по значениям стандартных электродных потенциалов предсказать возможность или невозможность разделение любой заданной пары ионов. Так, например, серебро (Е_0Ag⁺_/Ag=0,7994 В) можно выделить в присутствии висмута( Е₀ Bi⁺³/Bi=0,23 В), меди (Е_{0 Cu}²⁺_{/ Cu}=0,345 В) и многих других металлах, но нельзя от ртути (Е_{0 Hg2}²⁺/_2Hg=0,850). Медь можно легко электролитически осадить в присутствии цинка, кадмия, свинца и других элементов, но в присутствии висмута сделать это можно только при строго контролируемом потенциале катода, вводя в схему дополнительный электрод с постоянным потенциалом (например, каломельный электрод), и регулирующее электронное устройство, связывающее рабочий с дополнительный электроды. Для этого используют специальные приборы - потенциостаты. Такой способ измерения значительно более точен, чем установление катодного потенциала по разности потенциалов двух электродов ячейки. Однако из-за изменений перенапряжения и сопротивления раствора в процессе электроосаждения приходится часто регулировать величину катодного потенциала, что является недостатком данного метода (если не применять автоматических устройств).
• 1.3 Внутренний электролиз
• Разновидностью электрогравиметрического метода анализа является метод внутреннего электролиза. Метод назван так потому, что его применение не требует внешнего источника электрической энергии. Здесь используется способность металлов с более положительным электродным потенциалом выделятся в свободном виде из растворов их солей под действием металлов с меньшим значением стандартного потенциала (менее благородного).
• Одним из важных достоинств метода внутреннего электролиза является возможность проведения тонких химических разделений, так как на катоде (платиновый) выделяются металлы только более благородные, чем металл анода. Существенным преимуществом метода является также чрезвычайная простота аппаратурного оформления, позволяющая использовать метод практически в любой лаборатории.
• После выделения из раствора методом электролиза осадок можно взвесить и по массе осадка рассчитать содержание определяемого элемента. Если масса осадка очень мала и не может быть взвешена с достаточной точностью, его растворяют и определяют концентрацию вещества в растворе любым подходящим методом. Таким образом, электролиз больших объемов раствора позволяет наряду с разделением провести концентрирование определяемого элемента, так как осадок, полученный при электролизе, можно растворить в небольшом объеме растворителя.
• Цементация - это электрохимический процесс, который часто называют контактным восстановлением (металл с более отрицательным потенциалом вытесняет из раствора металл с более положительным потенциалом, переходя при этом в раствор). Электрохимическую реакцию между металлом цементатором и ионами вытесняемого металла в общем виде можно записать следующим образом:
• Z₂Me₁^Z1+ + Z₁Mе₂⁰ > Z₂Me₁⁰ + Z₁Me₂^Z2+
• где Z₁, Z₂ - заряды ионов или валентности вытесняемого металла и металла цементатора.
• Для прохождения подобной реакции слева направо вытесняющий металл должен иметь более отрицательный электродный потенциал (Таблица №1)
• Таблица №1 Стандартные электродные потенциалы и равновесные соотношения активностей катионов для некоторых пар двухвалентных металлов

Металл	?о, В	АMe1Z1+/ АMe2Z2+
Ме2	Ме1	Ме2	Ме1
Zn	Cu	-0,763	+0,320	1,0*10-33
Fe	Cu	-0,440	+0,340	1,3*10-27
Ni	Cu	-0,230	+0,340	2,0*10-20
Zn	Ni	-0,763	+0,230	5,0*10-19
Cu	Hq	+0,340	+0,798	1,6*10-16
Zn	Cd	-0,796	-0,402	3,2*10-13
Zn	Fe	-0,796	-0,440	8,0*10-12

• По мере выделения Ме₁ его концентрация в растворе уменьшается и, следовательно значение потенциала становится более отрицательным, а для цементирующего металла Ме₂ - наоборот. Процесс вытеснения Ме₁ из раствора будет протекать до установления равновесия, когда ?Ме₁= ?Ме₂. Из приведенных в табл.1 данных видно, что некоторые металлы можно практически полностью выделить из раствора. Однако при этом необходимо учитывать, что в результате связывания металлических ионов в комплексы понижается их концентрация в свободном виде и электродный потенциал осаждающегося металла сдвигается в отрицательную сторону.
• Растворение и осаждение металла из раствора регулируется двумя противоположно действующими факторами: электролитической упругостью растворения и осмотическим давлением ионов раствора. Разность этих двух величин определяет значение и величину стандартного электродного потенциала.
• При погружении в раствор с ионами вытесняемого металла одни из участков металла-цементатора становятся катодами и на них идет выделение осаждаемого металла, а другие - анодами, где протекает процесс ионизации. Это связано с различием в уровнях энергии атомов, находящихся на поверхности металла-цементатора. Катодные участки возникают на местах поверхности с наиболее высоким электродным потенциалом. Так как катодные и анодные участки соединены, то электроны от анодных участков перетекают к катодным (рис.1), а внешней цепью такого короткозамкнутого элемента служит электролит (раствор соли Ме₁, в котором находится металл-цементатор Ме₂). После возникновения катодных участков на них продолжается преимущественное осаждение Ме₁, так как это энергетически выгодней, поскольку не требует затрат энергии на образование зародышей новой фазы.
• Рис.1. Схема процесса цементации (а) и зависимость скорости цементации от времени (б)
• Процесс цементации металла из его раствора определяется двумя последовательными процессами:

· доставкой ионов вытесняемого металла к катодной поверхности металла-цементатора через двойной и диффузионный слой;

· электрохимическим превращением на границе электрод-раствор, протекающим через несколько промежуточных стадий (дегидратация иона, его сорбция, разряд иона на металле-цементаторе с образованием атома металла и пр.).

Скорость реакции замещения зависит от разницы электродных потенциалов. Чем она больше, тем выше скорость цементации. Однако существует ряд других факторов, оказывающих влияние на результат реакции:

1. Цементирующий материал должен образовывать растворимое соединение с анионом, который связан с замещаемым металлом.

2. Металл-цементатор должен находиться в избытке. Это связано с тем, что реакция замещения проходит на поверхности и чем больше эта поверхность, тем скорее и полнее протекает реакция.

3. В процессе реакции поверхность металла-цементатора может покрываться выделяемым из раствора металлом, в следствие чего она становится инертной. Поэтому раствор должен циркулировать. В некоторых случаях раствор подвергают действию ультразвука.

4. Повышение температуры не только улучшает условия диффузии, но и снижает энергию активации реакции и процесс идет интенсивнее, переходя в диффузионную область.

Кроме основных реакций, в процессе цементации при определенных условиях наблюдается выделение водорода (разряд его ионов) и восстановление растворенного кислорода на катодных участках Ме₂. Эти побочные процессы ведут к дополнительным затратам цементирующего металла и растворению выделенного металла. Цементирующий металл часто используют в форме порошка (цинковая пыль, порошки железа или никеля), качество которого весьма сильно влияет на процесс. Присутствие в порошке более электроотрицательных примесей, хорошо растворимых в очищенном растворе, способствует реакции цементации. Примеси более электроположительных элементов затрудняют реакцию.

1.4.1 Аппаратурное оформление процесса

В настоящее время процесс контактного восстановления осуществляется двумя способами: перемешиванием раствора с цементируемым порошком и просачиванием раствора через слой цементирующего порошка. В основу этих способов положен принцип полного противотока. Второй способ получения порошков в большей степени соответствует этому принципу. В этом случае наиболее концентрированный раствор взаимодействует с наиболее отработанной частью порошка и таким образом повышается степень использования цементатора. Однако при этом способе трудно добиться равномерного просачивания раствора через слой порошка: в отдельных местах образуются каналы с усиленной циркуляцией раствора, в других местах циркуляция слабая и цементатор реагирует не весь. Способ перемешивания более доступен для механизации и автоматизации процессов. При осуществлении процесса по этому способу можно добиться частичного противотока, используя ряд последовательно включенных аппаратов. Свежий цементатор загружается в аппарат для окончательной очистки раствора.

1.4.2 Современные приборы

Лабораторная электролизная установка для анализа металлов «ЭЛАМ 02»

Состав установки:

1. Рабочий блок с тремя электролизными ячейками со встроенными магнитными мешалками и стойками с подвижными узлами крепления платиновых электродов. Корпус рабочего блока выполнен из нержавеющей стали. Его конструкция исключает попадание рабочих растворов внутрь блока при штатном использовании установки.

2. Блок управления тремя ячейками с органами управления и индикацией, а также со стабилизированным источником тока.

3. Кабель связи рабочего блока с блоком управления, осуществляющий подачу электропитания к магнитным мешалкам и рабочим электродам.

4. Шнур сетевой блока управления.

Каждая ячейка состоит из:

· магнитной мешалки,

· штатива для крепления платиновых электродов

· стабилизированного регулируемого источника тока (от 0,2 до 4,5 А) с индикацией величины тока или напряжения на электродах,

· индикатора времени электролиза (от 1 до 900 мин),

· органов управления ячейкой (Вкл/Откл) ячейки, установки величины тока, установки скорости вращения якоря магнитной мешалки).

Назначение: весовой электролитический (электрогравиметрический) анализ меди, никеля, свинца, кобальта и других металлов в сплавах и чистых металлах по ГОСТ 13938-78, ГОСТ 13047-81, ГОСТ 6689-92, ГОСТ 1652-77, ГОСТ 1953-79, ГОСТ 741-80, ИСО 4742-84

электролиз цементация медь

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Осаждение меди методом цементации

Порядок выполнения работы:

1. Рассчитать количество цементируемого металла в соли (сернокислой меди), используемой для приготовления раствора.

· Масса меди - 5,00

· Масса соли(CuS0₄*5Н₂О) - 19,53

2. Подготовить навески металла-цементатора и раствор соли получаемого металла. При подготовке навески соли цементируемого металла необходимо исходить из того, что содержание цементируемого металла в навеске соли должно быть не меньше пяти граммов. Количество металла-цементатора (цинка) необходимо брать с 50 %-м избытком от необходимого по стехиометрии на реакцию восстановления.

· Масса цинка - 7,5

3. Для проведения процесса цементации водный раствор соли цементируемого металла с помещенным в него порошком металла-цементатором установить на встряхиватель или на магнитную мешалку.

4. По окончании процесса цементации (Рис.1.1 ) (примерно около двух часов), профильтровать раствор и провести кислотную отмывку полученного порошка от остатков металла цементатора. По окончании кислотной отмывки промыть порошок дистиллированной водой и обработать (последняя промывка) 4 %-м раствором хозяйственного мыла.

5. Раствор профильтровать, порошок высушить (в сушильном шкафу при температуре не выше 60 оС) и определить его массу. (Рис.1.2.)

· Масса порошка меди - 4,97

Погрешность составила: 0,03/5*100=0,6%

Рис.1.1 Порошок меди полученный методом цементации.

Рис.1.2 Высушенный порошок меди

2.2 Осаждение меди внешним электролизом

Подготовка прибора. Установка для электролиза показана на (Рис.2.1)

Катодом и анодом служит графитовые стержни. Приступая к подготовке прибора, нужно помнить, что с электродами необходимо обращаться очень бережно и осторожно. Ни в коем случае не разрешается касаться рабочей части электродов руками, так как при этом электроды обязательно загрязняются жиром, а на загрязненной поверхности катода медь не осаждается. Вследствие этого плотность тока на других участках поверхности может возрасти выше допустимой величины. Брать электроды следует за самый верх их стержней. Нельзя также при закреплении стержней в клеммах слишком сильно завинчивать винты.

Рис.2.1 Установка для электролиза.

Прежде чем приступать к сборке прибора, необходимо тщательно очистить электроды от металла, который может частично остаться от предыдущего определения и от других загрязнений. Для этого электроды погружают на некоторое время в горячую разбавленную (1:1) азотную кислоту. После окончания этой операции электроды вынимают из раствора HNO3, и, когда последние капли стекут, тщательно промывают сначала водопроводной, а затем дистиллированной водой. Раствор HNO3 выливать не следует, так как им можно пользоваться для работы много раз.

Подготовка анода на этом заканчивается. Что касается катода, то его необходимо перед взвешиванием тщательно высушить. Для этого его помещают в сушильный шкаф в тех же условиях, в которых будет высушиваться осадок (60⁰С). После этого катод переносят в эксикатор, который защищает его от влаги воздуха. Выдержав его 2--3 мин. и точно взвешивают.

Ход определения. Подготовив электроды, помещают в чисто вымытый стакан емкостью около 150 мл раствор CuS04*5Н2О, содержащий не более 0,1 г меди (М(CuS04*5Н2О)= 0,390625). Для этого берем навеску CuS04*5Н2О массой 0,3972 грамм приливают 7-8мл 2н. раствора HNОз. Для этого воспользуемся формулой

M = (c * p * 10) / m,

где с - процентная концентрация; M - молярная концентрация; p - плотность раствора; m - мольная масса

M = (46 * 1,2817 * 10) / 63=9,358444

2=(9,36*Х)/100 => Х=21,367мл.

где Х - это объем который необходимо взять на 100 мл.

И 3 мл разбавленного (1:4) раствора H2SO4.Для этого в цилиндр на 25мл. влить примерно 6,25мл. H2SO4 и довести водой до метки. Стакан с раствором помещают на песчаную баню.

В стакан опускают взвешенный электрод и закрепляют его в одной из клемм штатива так, чтобы он не соприкасался ни с дном, ни со стенками стакана. Анод закрепляют в другой клемме. Укрепив электроды, разбавляют исследуемый раствор до 150 мл. Для ускорения электроосаждения слабо (до 50--70°С) нагревают анализируемый раствор на электрической плитке. Электролиз продолжают до полного обесцвечивания раствора (на что требуется около 1 ч), при напряжении 3B, после чего делают пробу на полноту осаждения меди. Для этого берут каплю исследуемого раствора на капельную пластинку (или на часовое стекло) и, добавив к ней 2--3 капли раствора ацетата натрия, действуют каплей раствора K₄[Fe(CN)₆]. Если красновато-бурая муть Cu₂(Fe(CN)₆] не появляется, осаждение меди можно считать практически полным (Рис. 2.2).

Рис. 2.2 Качественная реакция на медь Cu2(Fe(CN)6]

Добившись полного осаждения меди, приступают к промыванию электродов. При этом выключать источник тока нельзя, так как иначе выделенная на катоде медь сейчас же начнет снова растворяться в горячей смеси кислот, содержащей HN0₃.

Промывать электроды можно следующими способами.

1. Поднимают кверху горизонтальный стержень штатива, несущий клеммы с укрепленными в них электродами, вынимают из штатива стакан с раствором и быстро заменяют его другим, наполненным дистиллированной водой. Этот стакан поднимают настолько, чтобы весь катод был погружен в жидкость. Через 1 мин стакан убирают и заменяют его новым стаканом со свежей порцией дистиллированной воды. Смену воды повторяют 4 раза, пока на аноде не прекратится выделение пузырьков кислорода. При смене стаканов нужно следить, чтобы электроды оставались на воздухе не более нескольких секунд.

2. Вынимают электроды, быстро подставляют под них пустой стакан и сейчас же тщательно промывают струей воды из промывалки.

3. Осторожно, стараясь не касаться катода, вводят в стакан с раствором почти до дна трубку сифона(Рис.2.3), заполненного водой, и сливают им раствор в подставленный стакан или в банку. По мере удаления раствора в стакан подливают дистиллированную воду так, чтобы электроды были все время до верха погружены в жидкость. Воду прибавляют до полного прекращения выделения кислорода на аноде.

Рис.2.3 Трубка сифона

Только после того как промывание закончено, выключают ток и вынимают электроды из клемм. Катод помещают на листок фильтровальной бумаги, чтобы с него стекла вода, затем высушивают и взвешивают. Все эти операции проводят так же, как при подготовке катода к определению. Разность масс катода послеэлектролиза и до него равна массе выделенной меди.

M (катод + Сu) - M (катод)= M (Сu)

52,6186-52,7743=0,1557

При правильном определении осадок меди на катоде должен получиться плотным, золотистого цвета, без темных пятен, указывающих на частичное окисление меди с образованием СuО. Если осадок получился губчатым или темным, определение следует считать неудавшимся и повторить его снова(Рис.2.4)

Погрешность: 0,1557/0,1588*100%=2,00%

Рис.2.4 Осажденная на графитовом электроде

Окончив определение, очищают электроды, подержав их в нагретом разбавленном (1:1) растворе HN0₃ до полного растворения меди, после чего хорошо промывают их сначала водопроводной, а затем дистиллированной водой.

2.3 Совместное осаждение меди и никеля

Ход определения. Поместив раствор, содержащий не более чем по 0,1 г меди и никеля, в стакан емкостью 150 мл. (М(CuS0₄*5Н₂О)= 0,390625) и (М(NiS0₄*7Н₂О)=0,4872). Определяют в нем содержание меди (см. выше). Оставшийся послевыделения меди раствор вместе с первой порцией промывных вод выпаривают для удаления HN0₃ (мешающей полному осаждению никеля) на песочной бане в вытяжном шкафу до появления густого белого «дыма» S0₃. Раствор переливают в фарфоровую чашку и нагревают так, чтобы он испарялся, но не кипел, так как при кипении неизбежно разбрызгивание.

После выпаривания содержимое чашки охлаждают, осторожно разбавляют 25 мл дистиллированной воды и нейтрализуют до полного растворения всех солей. Добавляют немного разбавленного (1 :4) раствора H₂S0₄.

После растворения нейтрализуют имеющуюся в растворе серную кислоту чистым 25%-ным раствором аммиака, прибавляя его до перехода зеленой окраски раствора в синеватую (цвет ионов [Ni(NH₃)₄]²⁺) или до появления слабого запаха NH3. Затем к почти нейтральному раствору добавляют еще 20 мл аммиака и разбавляют раствор до 100 мл дистиллированной водой.

Собрав прибор и установив напряжение равным 3,5--4 В проводят электроосаждение при температуре около 60°С, так как при меньшей температуре никель может поглощать значительные количества водорода, причем получается местами легко отслаивающийся от электрода осадок.

После полного обесцвечивания раствора электролиз продолжают еще 5 мин, затем берут на капельную пластинку или часовое стекло каплю раствора и действуют на нее каплей растворат (NH₄)₂S. Если побурения, вызванного образованием NiS, не происходит, продолжают электролиз еще 5 мин, после чего приступают к промыванию электродов, высушиванию и взвешиванию катода.

2.4 Примеры по теме электрогравиметрическое осаждение

Задача 1. При электролизе раствора хлорида меди(II) масса катода увеличилась на 8 г. Какой газ выделился, какова его масса?

Решение

CuCl₂ + H₂O = Cu + Cl₂ + H₂O,

(Cu) = 8/64 = 0,125 моль,

(Cu) = (Сl₂) = 0,125 моль,

m(Cl₂) = 0,125*71 = 8,875 г.

Ответ. Газ - хлор массой 8,875 г.

Задача 2. При электролизе водного раствора нитрата серебра выделилось 5,6 л газа. Сколько граммов металла отложилось на катоде?

Решение

4AgNO₃ + 2H₂O = 4Ag + O₂ + 4HNO₃,

(O₂) = 5,6/22,4 = 0,25 моль,

(Ag) = 4(O2) = 4*25 = 1 моль,

m(Ag) = 1*107 = 107 г.

Ответ. 107 г серебра.

Задача 3.* Чтобы очистить медную монету, ее надо подвесить на медной проволоке, присоединенной к отрицательному полюсу батареи, и опустить в 2,5%-й раствор NаОН, куда следует погрузить также графитовый электрод, присоединенный к положительному полюсу батареи. Объясните, каким образом монета становится чистой.

Ответ: На катоде идет восстановление ионов водорода:

2Н+ + 2е = Н₂.

Водород вступает в реакцию с оксидом меди, находящимся на поверхности монеты:

СuО + Н₂ = Сu + Н₂О.

Этот способ лучше, чем чистка порошком, т.к. не стирается монета.

Тестирование

Вариант 1

1. При электролизе раствора гидроксида калия на катоде выделяется:

а) водород; б) кислород; в) калий.

2. При электролизе раствора сульфата меди(II) в растворе образуется:

а) гидроксид меди(II); б) серная кислота; в) вода.

3. При электролизе раствора хлорида бария на аноде выделяется:

а) водород; б) хлор; в) кислород.

4. При электролизе расплава хлорида алюминия на катоде выделяется:

а) алюминий; б) хлор; в) электролиз невозможен.

5. Электролиз раствора нитрата серебра протекает по следующей схеме:

а) AgNO₃ + H₂O=Ag + Н₂ + HNO₃;

б) AgNO₃ + H₂O=Ag + О₂ + HNO₃;

в) AgNO₃ + H₂O=AgNO₃ + Н₂ + О₂.

Вариант 2

1. При электролизе раствора гидроксида натрия на аноде выделяется:

а) натрий; б) кислород; в) водород.

2. При электролизе раствора сульфида натрия в растворе образуется:

а) сероводородная кислота; б) гидроксид натрия; в) вода.

3. При электролизе расплава хлорида ртути(II) на катоде выделяется:

а) ртуть; б) хлор; в) электролиз невозможен.

4. При электролизе раствора нитрата серебра на катоде выделяется:

а) серебро; б) водород; в) кислород.

5. Электролиз раствора нитрата ртути(II) протекает по следующей схеме:

а) Hg(NO₃)₂ + H₂O=Hg + Н₂ + HNO₃;

б) Hg(NO₃)₂ + H₂O= Hg + О₂ + HNO₃;

в) Hg(NO₃)₂ + H₂O= Hg(NO₃)₂ + Н₂ + О₂.

Вариант 3

1. При электролизе раствора нитрата меди(II) на катоде выделяется:

а) медь; б) кислород; в) водород.

2. При электролизе раствора бромида лития в растворе образуется:

а) вода; б) бромоводородная кислота; в) гидроксид лития.

3. При электролизе расплава хлорида серебра на катоде выделяется:

а) серебро; б) хлор; в) электролиз невозможен.

4. При электролизе раствора хлорида алюминия алюминий выделяется на:

а) катоде; б) аноде; в) остается в растворе.

5. Электролиз раствора бромида бария протекает по следующей схеме:

а) BaBr₂ + H₂O = Br₂ + Н₂ + Ba(OH)₂;

б) BaBr₂ + H₂O = Br₂ + Ba + H₂O;

в) BaBr₂ + H₂O= Br₂ + О₂ + Ba(OH)₂.

Вариант 4

1. При электролизе раствора гидроксида бария на аноде выделяется:

а) водород; б) кислород; в) барий.

2. При электролизе раствора йодида калия в растворе образуется:

а) йодоводородная кислота;б) вода; в) гидроксид калия.

3. При электролизе расплава хлорида свинца(II) на катоде выделяется:

а) свинец; б) хлор; в) электролиз невозможен.

4. При электролизе раствора нитрата серебра на катоде выделяется:

а) серебро; б) водород; в) кислород.

5. Электролиз раствора сульфида натрия протекает по следующей схеме:

а) Na₂S + H₂O =S + Н₂ + NaOH;

б) Na₂S + H₂O= Н₂ + O₂ + Na₂S;

в) Na₂S + H₂O= Н₂ + Na₂S + NaOH.

Ответы:

вариант	Вопрос 1	Вопрос 2	Вопрос 3	Вопрос 4	Вопрос 5
1	А	Б	Б	А	Б
2	Б	Б	А	А	Б
3	А	В	А	В	А
4	Б	В	А	А	А

Заключение

1. В результате нашей работы подобраны три метода определения содержания металлов методом кулонометрии.

2. Отработаны методики: осаждение меди методом цементации, осаждение меди внешним электролизом, совместное осаждение меди и никеля.

Методика определения содержания меди в растворе методом цементации позволило определить содержание с погрешностью 0,6%, а определенная внешним электролизом с погрешностью 2%. В случае совместного присутствия меди и никеля погрешность для меди составила 0,79%, а для никеля 1,4%. Таким образом все методики подходят для постановки лабораторного практикума по физико-химическим методам анализа

Список литературы

1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. Под ред. д-ра хим. наук П.К. Агасяна. Издание 4-е, перераб. М., „Химия'. 1972. 504 е.; 24 табл.; 76 рис.;

2. Процессы порошковой металлургии. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: метод. указания по лаб. работам / сост.: Е.Н. Осокин, А.Г. Верхотуров

3. Симаков В.В. Методические указания к лабораторной работе по физической и аналитической химии. Под ред. Луконина О.А.

4. Лопатин Б. А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. Учеб. пособие для ун-тов. М., «Высш. школа», 1975. 295 с. с ил.