6. gyakorlat
Országok listája
HungarySzegedi TudományegyetemTermészettudományi és Informatikai Kar (SZTE-TTIK)Nem tanári szakokKörnyezetmérnökiKémia LaborgyakorlatJegyzetek6. gyakorlat
2008.10.01 12:59:30
Az alábbi szöveg egy formázás és képek nélküli előnézete a dokumentumnak. A tökéletes megjelenítéshez jelentkezz be, majd töltsd le a dokumentumot.
E LEKTROKÉMIA
Az elektrokémiai cellában spontán lejátszó reakcióhoz tartozó cellapotenciál értéke pozitív, amely az Ecell = E0 - cell RT lnQ zF
alakú Nernst-egyenlet értelmében függ a koncentrációtól, ahol Q a reakcióhányados, E0 a standard cellapocell tenciál. A cellában térben elkülönítve játszódik le az oxidációs és redukciós lépés. A cellapotenciál kifejezhet o a két elektród potenciáljának a különbségével, mivel a bruttó reakció is tekinthet két redukciós lépés különbo ségének. Az elektródpotenciál koncentráció függését szintén a Nernst-egyenlet írja le: E = E0 - RT lnQ zF
ahol Q a redukció irányába felírt elektródreakció reakcióhányadosa. Az egyenletben szerepl E0 a standard o elektród potenciál, amely egyezményesen az önként kiválasztott standard hidrogénelektródhoz viszonyított értékkel jelenik az elektrokémiai táblázatokban. Mérési szempontból a terhelésmentes (I=0A) állapotban mért potanciálkülönbség, amelyet elektromotoros er nek is nevezünk, a cellapotenciálon kívül az oldatok érintkezésénél fellép diffúzióspotenciált is taro o talmazza. Ez utóbbi az ionok koncentrációjának változásából és a köztük lév mobilitáskülönbségb l ered. o o Értékét csökkenthetjük és állandóvá tehetjük, ha a két elektrolit közé egy új oldatfázis iktatunk be, amely nagy koncentrációban tartalmaz inert vezet sót. o
E LEKTROKÉMIAI ALAPON ÉRTELMEZETT REAKCIÓK (5.7.1) Bevezetés
Elektrokémiai cellában önként lejátszódó reakcióhoz pozitív cellapotenciál tartozik. A cellapotenciál definíciójából (Ecell = Ekatód - Eanód ) következik, hogy ilyen esetben annak az elektródnak lesz pozitívabb a elektródpotenciálja, ahol a redukció történik. Az elektrokémiai cellában önként végbemen reakció akkor is önként játszódik le, ha a redukció és oxidáo ció nem különül el térben, azaz nem elektrokémiai cellát állítunk össze, hanem ,,hagyományos" körülmények között játszatjuk le a reakciót. Ekkor is igaz, hogy a redukálódó félreakcióhoz tartozó redoxipotenciál a pozitívabb. Redoxi reakciókban tehát általánosságban is megadható a spontán folyamatok iránya a félreakciókhoz tartozó redoxipotenciálok viszonya alapján: a pozitívabb potenciálú alrendszer fogja spontán oxidálni a negatívabb potenciálú alrendszert.
Szükséges eszközök
kémcs (4 db) o kémcs állvány o kémcs fogó o Bunsen-ég o csipesz papírvatta spriccflaska
A gyakorlat kivitelezése
Fémek oldódása sósavban Tegyünk kémcs be külön-külön réz, vas, cink és magnézium darabkákat, majd adjunk hozzájuk néhány o cm3 510 %-os sósavoldatot. Amelyik kémcs ben nem észlelünk szobah mérsékleten reakciót, azt melegítsük o o meg enyhén. 1
Írjuk le a tapasztalatokat az eredménylapra. Ahol reakció játszódik le, adjuk meg a reakcióegyenletet is. Értelmezzük az eredményeket.
Halogének egymással történ reakciója o Öntsünk egy kémcs be 23 cm3 50 g/dm3 tömegkoncentrációjú kálium-bromid-oldatot, további két kémo cs be 23 cm3 50 g/dm3 tömegkoncentrációjú kálium-jodid-oldatot, majd mindegyik kémcs be 11 cm3 széno o tetrakloridot vagy kloroformot. Rázogatás közben cseppenként adjunk az els két kémcs höz klóros vizet, az o o utolsóhoz pedig brómos vizet, és figyeljük a színváltozást. A szén-tetraklorid és a kloroform jobban oldja az elemi halogéneket, mint a víz, ezért azok a vízb l ki o extrahálhatók. A klór színtelenül, a bróm barna és a jód lila színnel oldódik a szerves fázisban. Írjuk le a tapasztalatokat az eredménylapra és adjuk meg a reakcióegyenletet. Értelmezzük az eredményeket.
DANIELL - ELEM ÖSSZEÁLLÍTÁSA (5.7.4) Bevezetés
A Daniell-elem elektromotoros erejének koncentrációfüggése az EME = ECu2+ /Cu - EZn2+ /Zn = E0 2+ /Cu + Cu RT [Cu2+ ] ln 2F c0 - E0 2+ /Zn - Zn RT [Zn2+ ] ln 2F c0
egyenlettel adható meg, amennyiben az oldatok érintkezésénél fellép diffúziós potenciáltól eltekintünk. Ha az o egyik elektrolit koncentrációját változtatjuk, a másikét pedig állandó értéken tartjuk, az elektromotoros er lio nárisan változik az elektrolitkoncentráció logaritmusával. Az EME ln(c) egyenes meredeksége az egyenletnek megfelel en tehát RT/2F, ha a rézion koncentrációját változtatjuk; illetve -RT/2F, ha a cinkionét. Az illesztett o egyenes függ leges tengellyel való metszete (tengelymetszet) pedig megadja a standard cellapotenciált, ha a o másik elektrolit koncentrációja 1 mol/dm3 .
Szükséges eszközök
f z pohár (5 db) oo sóhíd 10 cm 3 -es pipetta (2 db) spriccflaska voltmér o csiszolóvászon
A gyakorlat kivitelezése
A Daniell-elem összeállításához--amennyiben nem áll rendelkezésre--készítünk 1 mol/dm3 koncentrációjú réz-szulfát- és cink-szulfát-oldatot. Egy f z pohárba cink-szulfát-oldatot öntünk és belemerítünk egy megtiszo o tított cinklemezt. Egy másik f z pohárba réz-szulfát-oldatot öntünk és abba megtisztított rézlemezt rakunk. A o o két elektródot összekötjük kálium-kloridos agar-agar kocsonyát tartalmazó U-cs vel (sóhíddal). Az összeállío tott galvánelem fémlapjai között megmérjük az elektromotoros er t nagy bels ellenállású voltmér vel. o o o A következ mérésekhez a gyakorlatvezet által kiválasztott oldatot hígítjuk fel kétszeresére az egyes o o mérések között. A hígítandó oldatból pipettával kimérünk 5 cm3 folyadékot, majd 5 cm3 desztillált vizet mérünk hozzá és összekeverjük. Kicseréljük az eredeti oldattal, és ismét megmérjük a cella elektromotoros erejét. A hígítást és a mérést még háromszor megismételjük.
2
Az eredménylapon foglaljuk táblázatba a mért adatokat. Ábrázoljuk a mért elektromotoros er t az elektroo litkoncentráció logaritmusának függvényében és számoljuk ki a mért pontokra illesztett egyenes meredekségét! Hasonlítsuk össze a kapott meredekség értékét az elméletileg számolt értékkel! Határozzuk meg az egyenes tengelymetszetét és vessük össze az értékét a standard elektrópotenciálokból számolttal!
3
Hasonló témájú dokumentumok
- 2008-10-01 13:00:12
- 2008-10-01 12:59:59
A mások által feltöltött dokumentumokat értékelheted. Ha úgy ítéled meg, hogy a vizsgára való felkészülés szempontjából hasznos volt egy dokumentum, akkor adj rá sokcsillagos értékelést.
Ha hibákat tartalmaz, vagy egyéb probléma van vele, akkor keveset.
A dokumentumok sorrendje az értékelések alapján adódik. Ami fentebb van a listában, azt hasznosabbnak ítélték társaid. Az új dokumentumok pedig (értékelések hiányában) szintén a lista tetején kezdenek.
Hozzászólások
Ha észrevételed van egy dokumentummal kapcsolatban (például hibát találtál benne), akkor a Hozzászólások részben jelezheted. Az olyan jellegű kérdéseket mint pl.: A 2. feladat 4. sorából milyen átalakítással jutottunk az 5. sorban szereplő képlethez? - szintén ide érdemes írni
Egy tipp az oldalhoz! - Sikeres vizsga után írd meg tapasztalataid a tantárggyal, vizsgával kapcsolatban. Miből érdemes tanulni, mennyi készülés kell, milyen volt a vizsga... Ha mindenki így tesz, sokkal egyszerűbb lesz elkezdeni a tanulást egy olyan ember tapasztalatainak a birtokában, aki már elvégezte a tantárgyat. Ehhez kattints a tantárgyra a Tanulmányaimban, majd a Véleményem a tárgyról linkre a jobb felső részen.
Egy felsőoktatási közösségi oldal amely segít kapcsolatot tartani a hallgatók között, így segítséget nyújt a sikeres tanulmányokhoz...
