Сочинение на тему Исследование окислительно-восстановительного потенциала металлов

Лабораторный дискуссионный эксперимент 11. Электрохимия окисления-восстановления

В этом эксперименте у студентов есть возможность наблюдать и измерять относительные потенциалы восстановления различных металлов, чтобы лучше понять темы, связанные со спонтанностью реакции, а также потенциалами восстановления. Цели этого эксперимента были достигнуты путем использования потенциалов электролиза и восстановления. По сути, электролиз – это когда химические вещества разлагаются при добавлении электрического тока через жидкость или раствор, содержащий ионы. Общий метод, связанный с первой частью, состоит в том, что металлы и их соответствующие растворы металлов помещаются на фильтровальную бумагу и затем измеряются с помощью вольтамперметра относительно медного или серебряного электрода. Вторая часть состоит только из помещения алюминия в раствор CuCl2 и наблюдения за его растворением. Третья часть состоит из помещения меди в раствор AgNo3 и наблюдения за его растворением. В четвертой части начинается процесс электролиза. В этом эксперименте окислительно-восстановительная реакция проводилась через гальваническую ячейку, где при гальванизации металлов и электролиза воды образуются водород и кислород, которые требуют электрической энергии для химического изменения при переносе электронов из одного вещества. другому. Гальваническая ячейка была разделена на анод и катод, где на аноде происходит полуореакция окисления, а на катоде происходит полуреакция восстановления, а электроны текут от анода к катоду.

Мы дважды переделывали первую часть, и по большей части мы получили точные данные, однако было получено несколько фрагментов данных, которые были отключены. Цинковая ошибка относительно серебряного электрода составляет 67,9%. Источником ошибки для этого может быть то, что раствор на металле иссяк или студент, который ранее выполнил эту часть, возвратил металл в неправильный контейнер, поэтому наши записанные данные будут отключены. Другим источником ошибки, связанной с первой частью, может быть то, что электроды могли быть не полностью очищены перед переходом к следующему измерению. Этот оставшийся остаток, а также некоторый перенос электрона, возможно, сделали измеренное значение цинка более положительным, чем оно должно быть на самом деле. Общая тенденция, связанная с измеренными восстановительными потенциалами, заключается в том, что если напряжение относительно водородного электрода является положительным для конкретной полуреакции, то оно будет положительным и для медного и серебряного электрода. Если напряжение относительно водородного электрода отрицательное, оно также будет отрицательным для медного и серебряного электрода. Эта тенденция также похожа на фактический потенциал снижения. При сравнении фактических и измеренных стандартных значений восстановительного потенциала процентные ошибки для полуреакций относительно медного электрода следующие: Ag 8,69%, Cu 0%, Fe 8% и Zn 19,14%. Относительно серебряного электрода они следующие: Ag 0%, Cu 6,5%, Fe 18,4% и Zn 67,9%.

Стандартные потенциалы восстановления при 25 ° C

Во второй части этого эксперимента мы наблюдали превращение алюминиевой фольги из цвета серебряной рыбы в коричневый цвет. Внутри него также образовывались пузырьки, и пробирка на ощупь была горячей, поэтому мы пришли к выводу, что происходит экзотермическая реакция. Когда выделяется тепло, это означает, что реакция является экзотермической, а не эндотермической. Решение также, казалось, изменило цвет также. Первоначально решение было ясным, однако со временем решение имело голубоватый оттенок. Очевидно, что химическая реакция произошла главным образом из-за того, как произошло изменение цвета, изменилась внешность алюминиевой фольги, а также из-за того, как тепло, казалось, выделялось из пробирки. Общее сбалансированное уравнение и соответствующий потенциал ячейки выглядит следующим образом:

Al (s) à Al3 + + 3e- E ° = + 1,70 В

Cu2 + + 2e- à Cu (s) E ° = +0,34 В

2Al (s) + 3Cu2 + 2Al3 + + 3Cu (s) E ° ячейка = 2,04 В

В третьей части этого эксперимента мы наблюдали, как медная проволока с оригинальным оранжево-красным цветом приобретает серый / серебряный цвет. Оказалось, что в результате реакции тепло не выделялось, и, поскольку пробирка изначально была холодной, однако в конце реакции она стала прохладнее, что привело нас к мысли, что эндотермическая реакция может иметь место. Раствор, в который был погружен медный провод, выглядел синим по прошествии нескольких минут с момента, когда медный провод был первоначально помещен в раствор AgNO3. Очевидно, что химическая реакция произошла, главным образом, из-за того, как произошло изменение цвета, изменение температуры и как изменился внешний вид медного провода. Общее сбалансированное уравнение и соответствующий потенциал ячейки выглядят следующим образом: Ag + + e- à Ag (s) E ° = 0,80 В