авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Химические системы Варианты заданий для самостоятельной работы ...»

-- [ Страница 3 ] --

3) уметь объяснить образование комплексных соединений с пози ций метода валентных связей;

4) уметь охарактеризовать поведение комплексных соединений в растворах, записать уравнения процесса диссоциации, оценить устойчи вость комплексных ионов с помощью константы нестойкости.

Литература 1. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2003. – Гл. 3, §§ 3.3, 3.4.

2. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – Гл. 9.

3. Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – Гл. 3, § 11.

4. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2005. – Гл. 13.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект:

структура комплексных соединений (комплексный ион, внешняя сфера, комплексообразователь, лиганды, координационное число);

номенклатура комплексных соединений;

природа химической свя зи в комплексных соединениях, донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи между комплексообразователем и лигандами;

устойчивость комплексных соединений, диссоциация комплексных соединений в растворах, константа нестойкости.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Решение нулевого варианта Задание 1. Для комплексного соединения Na3[Fe(NH3)(CN)5]:

1) указать комплексный ион и ионы внешней сферы, определить заряд комплексного иона;

Решение. Внутреннюю координационную сферу (комплексный ион) составляет группа атомов, заключенная в квадратные скобки:

[FeNH3(CN)5]3-. Внешняя сфера – три иона Na+.

Заряд комплексного иона равен по величине и противоположен по зна ку заряду ионов внешней сферы. Суммарный заряд ионов натрия внешней сферы составляет +3, следовательно, заряд комплексного иона – -3.

2) указать комплексообразователь, лиганды.

Решение. Комплексообразователь – центральный атом или ион, имеющий свободные орбитали, чаще всего – переходный металл. В данном случае комплексообразователем является ион Fe2+.

Лиганды – нейтральные молекулы или ионы противоположного знака, координированные вокруг комплексообразователя. В данном случае лигандами являются одна молекула NH3 и пять ионов CN-.

3) определить степень окисления и координационное число ком плексообразователя.

Решение. Заряд комплексного иона равен сумме зарядов комплек сообразователя и лигандов. Заряд молекулы аммиака равен 0, заряд цианид-иона – -1 (заряд 5 CN- равен –5), заряд комплексного иона -3.

Следовательно, заряд комплексообразователя равен -3-(-5) = +2.

Координационное число комплексообразователя равно общему ко личеству лигандов. В данном случае к.ч. = 6 (одна молекула NH3 и пять ионов CN-).

4) назвать комплексное соединение.

Решение. Названия комплексных солей образуют по общему прави лу. Сначала называют анион, затем – катион в родительном падеже.

Название комплексного катиона записывается одним словом, начи нающимся с перечисления лигандов. Сначала указывают отрицательные ионы с прибавлением окончания «о» (Cl--- хлоро, SO42- - сульфато, ОН - гидроксо и т.п.), затем – нейтральные молекулы, причем Н2О называ ется «аква», NH3 – «аммин», СО – «карбонил».Число лигандов обозна чают, используя греческие числительные (ди-, три-, тетра-, пента-, гекса). Последним называют комплексообразователь, используя русское название, с указанием степени его окисления (в скобках, римскими цифрами).

Комплексный анион называют аналогично, только в названии ком плексообразователя используют корень его латинского названия с до бавлением окончания –ат.

Названия нейтральных комплексов образуют так же, как катионов, но комплексообразователь называют в именительном падеже, а степень его окисления не указывают.

Соль Na3[FeNH3(CN)5] содержит комплексный анион. Исходя из вышеизложенного ее название – пентацианоамминферрат (II) натрия.

5) записать уравнения процессов электролитической диссоциации.

Решение. Ионы внешней сферы связаны с комплексным ионом преимущественно ионными связями, поэтому внешнесферная (первич ная) диссоциация комплексных солей в водных растворах происходит практически полностью, по типу диссоциации сильного электролита:

I Na3[FeNH3(CN)5] 3Na+ + [FeNH3(CN)5]3 Лиганды, входящие в состав комплексного иона, связаны с ком плексообразователем более прочной ковалентной связью (образованной по донорно-акцепторному механизму), поэтому внутрисферная (вто ричная) диссоциация протекает обратимо, по типу диссоциации слабого электролита:

II [FeNH3(CN)5]3- Fe2+ + NH3 + 5 CN В результате в растворе устанавливается равновесие между ком плексными ионами и продуктами их диссоциации.

Задание 2. Для комплексного соединения состава PtCl4*4 NH3 (к.ч.=6):

1) записать координационную формулу.

Решение. Внутренняя координационная сфера образована комплек сообразователем и лигандами. Комплексообразователем является ме талл, имеющий свободные орбитали, в данном случае – ион Pt4+.

Поскольку координационное число равно шести, вокруг комплек сообразователя координируются шесть лигандов, из них четыре части цы – молекулы аммиака. Следовательно, из четырех хлорид-ионов, вхо дящих в состав комплексного соединения, два входят в состав внутрен ней, а оставшиеся два – в состав внешней координационной сферы. Та ким образом, координационная формула комплексного соединения име ет вид: [Pt (NH3)4 Cl2]Cl2.

2) дать название.

В соответствии с изложенными выше правилами названия ком плексных солей название данного соединения – хлорид дихлоротетра амминплатины (IV).

3) записать уравнения процессов электролитической диссоциации.

Первичная диссоциация происходит по границе внешней и внутрен ней координационных сфер по типу диссоциации сильного электролита (необратимо):

I [Pt (NH3)4 Cl2]Cl2 [Pt (NH3)4 Cl2]2+ + 2Cl Вторичная диссоциация протекает обратимо (по типу диссоциации слабого электролита):

II [Pt (NH3)4 Cl2]2+ Pt4+ + 4 NH3 + 2Cl 4) написать выражение для константы нестойкости.

Устанавливающееся в растворе равновесие между комплексными ионами и продуктами их диссоциации можно характеризовать констан той равновесия, называемой константой нестойкости комплексного иона Кнест..

Выражение для константы нестойкости рассматриваемого иона имеет вид:

[ Pt 4 ] [ NH 3 ]4 [Cl ] К нест.

[[Pt ( NH 3 )4 (Cl )2 ]2 ] Задания для самостоятельного выполнения Задание 1. Для приведенного в таблице 4 (столбец 2) комплексного соединения:

1) указать комплексный ион и ионы внешней сферы, определить заряд комплексного иона;

2) указать комплексообразователь, лиганды;

3) определить степень окисления и координационное число ком плексообразователя;

4) назвать комплексное соединение;

5) записать уравнения процессов электролитической диссоциации.

Задание 2. Для комплексного соединения, состав которого приведен в столбце 3 таблицы 4:

1) записать координационную формулу;

2) дать название;

3) записать уравнения процессов электролитической диссоциации;

4) написать выражение для константы нестойкости.

Таблица Варианты заданий по теме «Комплексные соединения»

№ вар. Задание 1 Задание PtCl4*4NH3;

к.ч. = 0 Na3[Fe(NH3)(CN)5] CuCN*3KCN, к.ч. = 1 [Cr(NH3)2(H2O)4]( NO3) CoCl3*5NH3*H2O, к.ч. = 2 Na[Pt(NH3)Cl3] Cr(NO3)2*4H2O;

к.ч. = 3 Cs[Co(H2O)3Br3] PtCl4*2NH4Cl, к.ч. = 4 [Cu(H2O)2(NH3)4]SO CuSO4 * 2H2O * 4NH3, к.ч. = 5 K3[Cr(CN)6] 2NaCN* Zn(CN)2;

к.ч. = 6 [Pt(NH3)5(OH)]Br NaCl * PtCl2 * NH3 ;

к.ч. = 7 [Ni(NH3)5H2O]Cl CrCl3*6H2O;

к.ч. = 8 Na2[Co(NH3)2(NO2)4] 3KCNS * Cr(CNS)3;

к.ч. = 9 [Pt(H2O)4Cl2](NO3) Fe(CN)2*4KCN;

к.ч. = 10 [Ti(H2O)4(OH)2](NO3) 3KCN *Co(CN)2 *H2O, к.ч. = 11 [Cr(H2O)6]Cl AuCl3 * 4NH3, к.ч. = 12 K[Au (CN)2Cl2] Pd(NO3)2* H2O *2NH3, к.ч. = 13 Na4[Co(NO2)6] 2KNO2 * Pt(NO2)2, к.ч. = 14 [Cu(H2O)2(NH3)4]Br Au(NO3)3 * 4NH3, к.ч. = 15 K3[Cr(CN)6] 2KCl * CoCl3 * NH3, к.ч. = 16 [Au(NH3)4](NO3) Cu(OH)2 * 4NH3;

к.ч. = 17 Na3[Co(H2O)(CN)5] 2NaCl * CuCl2 2H2O, к.ч. = 18 [Co(NH3)6] ](NO3) NiCl2 * 5NH3 * H2O], к.ч. = 19 Na2[Mo(H2O)(CN)5] CsBr *CoBr2 *3H2O, к.ч. = 20 [Zr(H2O)4(OH)2]Cl К[Ag(CN)2] Cr(NO3)3* 3NH3*3H2O, к.ч.= NaCN * AgCN, к.ч. = 22 [Cr(H2O)4Cl2]Cl Ni(NO3)2 * 6NH3;

к.ч. = 23 Na2[Cu(H2O)2Cl4] Fe(CN)3*3 KCN;

к.ч. = 24 [Co(NH3)5(NO2)]Cl CrCl3 * 4H2O;

к.ч. = 25 K3[Co(NO2)6] Pb(OH)2*2NaOH;

к.ч. = 26 (NH4)2 [Pt(ОН)2Cl4] CrCl3*4NH3*2H2O;

к.ч. = 27 Na3[Co(NO2)6] 2KI * PtI4;

к.ч. = 28 [Cu(NH3)4](NO3) К[Co(NH3)2(NO2)4] AgCl * 2NH3;

к.ч. = 3NaNO2 * Co(NO2)3;

к.ч. = 30 [Ni(NH3)6]Cl CoBr3 * 4NH3 *2H2O;

к.ч. = 31 K3[Cu(CN)4] Zn(OH)2*2NaOH;

к.ч. = 32 [Co(NH3)5Cl]Cl CrCl3*5H2O;

к.ч. = 33 Ba[Cr(NH3)2(CNS)4] Ba(CN)2 * Pt(CN)2;

к.ч. = 34 [Cr(H2O)4Cl2]Cl CoCl3*5NH3* H2O;

к.ч. = 35 K2[Pt(OH)5Cl] Окончание табл. № вар. Задание 1 Задание Cr(OH)3* 3KOH;

к.ч. = 36 [Co(NH3)4 (H2O)Br]Br NiSO4 * 6NH3;

к.ч. = 37 (NH4)2 [Hg(CNS)4] 3NH4NO2 * Co(NO2)3;

к.ч. = 38 [Pd(NH3)2(H2O)Cl]Cl Cu(NO3)2* 4NH3;

к.ч. = 39 K[Pt(NH3)Cl3] AgNO2 * NaNO2;

к.ч. = 40 [Cr (NH3)4Br2]Br CoCl3*5NH3;

к.ч. = 41 Na2[PdCl4] Fe(CN)2*4KCN;

к.ч. = 42 [Co(NH3)5(H2O)]Cl CrBr3*3NH3 * H2O;

к.ч. = 43 K[AuCl4] Pt(NO2)2 * 2KNO2;

к.ч. = 44 [Ni(NH3)5Cl] Br NiSO4 * 5NH3* H2O;

к.ч. = 45 (NH4)2[MnBr4] Sn(OH)2*2KOH;

к.ч. = 46 [Ru(NH3)5(H2O)]Cl Cr(NO3)3*4NH3*2H2O;

к.ч. = 47 K2[Pt(NO2)4] Co(NO2)3*2NH3*KNO2;

к.ч.= 48 [V(NH3)5(NO2)]Br CoCl3*4H2O;

к.ч. = 49 Li3[Cr(CNS)6] Co(NO2)3*3NH4Cl;

к.ч. = 50 [Pt(NH3)4]Cl KCl * CoCl3 ;

к.ч. = 51 [Pt(NH3)5Cl]Cl NaCl * PtCl4 *NH3;

к.ч. = 52 [Pb(H2O)4]SO Co(NO3)3*2NH3*4H2O;

к.ч.= 53 K2[Ni(CN)4] 2NaI * PdI2;

к.ч. = 54 [Co(H2O)(NH3)4CN]Br К2[Co(NH3)2(NO2)4] CrBr3*4H2O;

к.ч. = Al(OH)3* NaOH;

к.ч. = 56 [Cr(H2O)6]( NO3) PtCl4*5NH3;

к.ч. = 57 Na2[Ni(CNS)4] KNO2*Co(NO2)3*2NH3;

к.ч.= 58 [Cr(H2O)3(NH3)3]Cl TiCl2 * 6H2O;

к.ч. = 59 (NH4)2[PtCl6] 2KCl*KNO2*CrCl3;

к.ч. = 60 [Cr(H2O)5Cl]Cl CoBr3 * 2NH3 * 2H2O;

к.ч. = 61 K3[Cr(CNS)6] 2KF * NiF2;

к.ч.= 62 [Co(NH3)5SO4]NO CrCl3*3H2O*NH3;

к.ч. = 63 Na2[Pt(OH)2Cl4] KNO2*CrCl3*2H2O;

к.ч.= 64 [Mn(H2O)6]SO CoCl3* NH3* 4H2O;

к.ч. = 65 K2[Cd(CN)4] 2KCN * Ni(CN)2;

к.ч. = 66 [Co(NH3)2(H2O)3Cl]Cl CdCl2* 4NH3;

к.ч. = 67 Li[Co(NH3)2(NO2)4] 2NaCl * MnCl2;

к.ч.= 68 [Cr(NH3)5(NO2)]Br RuCl3* 2NH3* 3H2O;

к.ч. = 69 K2[PtCl4] 2KNO2*Co(NO2)3*H2O;

к.ч.= 70 [Cr(H2O)4Br2]Br CrBr3*3H2O*2NH3;

к.ч. = 71 Ca2[Fe(CN)6] KCl*PtCl2*NH3;

к.ч.= 72 [Ni(NH3)5Cl]Cl PdCl2*2NH3*H2O;

к.ч.= 73 K[Pt(NH3) (NO2)3] Co(NO2)2*2NH3*2KNO2;

к.ч.= 74 K2[Co(NH3)Br5] PtCl2*3NH3;

к.ч.= 75 Na[Au(CN)2Br2] ЗАДАНИЕ КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Цель и задачи Изучив тему, студент должен:

1) знать классификацию дисперсных систем, способы получения коллоидных растворов;

2) уметь описать структуру коллоидной мицеллы, определить знак заряда коллоидной частицы в зависимости от условий получения золя;

3) уметь объяснить механизм устойчивости коллоидных систем;

4) иметь представление о процессах коагуляции и седиментации коллоидных растворов;

уметь охарактеризовать возможные причины коагуляции;

5) иметь представление об оптических, кинетических, электрических свойствах коллоидных растворов.

Литература:

1. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2003 – Гл. 8, § 8.7.

2. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – Гл. 11, §§ 1, 2;

гл.15.

3. Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – Гл. 6, § 4.

4. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2005. – Гл. 10.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и понятиями и составить краткий конспект:

классификация дисперсных систем, грубодисперсные системы, суспензии, эмульсии;

коллоидные растворы, способы их получе ния;

строение коллоидной мицеллы (ядро, потенциалопределяю щий ион, противоионы, адсорбционный слой, диффузный слой, гранула), заряд коллоидной частицы;

механизм агрегативной устойчивости коллоидных систем;

процессы коагуляции и седи ментации коллоидных растворов, их возможные причины;

основ ные оптические, кинетические, электрокинетические свойства коллоидных растворов;

гели.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Решение нулевого варианта 1) Закончить уравнение реакции FeCl3(изб.) +3NaOH Записать формулу мицеллы золя, полученного при протекании этой реакции.

Указать ядро, адсорбционный слой, потенциалопределяющий ион, противоионы, диффузный слой, гранулу.

Определить заряд коллоидной частицы.

Решение: FeCl3 (изб.) +3NaOH Fe(OH)3 + 3 NaCl При получении коллоидных растворов методом конденсации ядром коллоидной мицеллы являются молекулы малорастворимого вещества, в рассматриваемом случае – гидроксида железа (Ш) –m Fe(OH)3 (m – число молекул в составе ядра).

Необходимым условием получения коллоидного раствора является проведение реакции при избытке одного из компонентов, выступающе го в роли ионного стабилизатора коллоидной системы. В рассматрива емом случае золь стабилизирован хлоридом железа (Ш), который в рас творе диссоциирует по уравнению:

FeCl3 Fe3+ + 3Cl– На поверхности ядра избирательно адсорбируются из раствора ионы стабилизатора, родственные с ионами ядра (такие же, какие входят в состав ядра), в рассматриваемом случае – ионы железа (n Fe3+). Эти ионы определяют знак заряда коллоидной частицы, поэтому их назы вают потенциалопределяющими.

Ион стабилизатора противоположного знака (в рассматриваемом случае – Cl–) называется противоионом. На n ионов Fe3+ в растворе находятся 3n ионов Cl–.

Часть противоионов 3(n–х)Cl– (т.н. связанные противоионы) вслед ствие электростатического взаимодействия прочно связывается с по тенциалопределяющими ионами, образуя вместе с ними адсорбционный слой коллоидной частицы: n Fe3+ 3(n–х) Cl–.

Ядро с адсорбционным слоем образуют коллоидную частицу или гранулу: (m Fe(OH)3) n Fe3+ 3(n–х) Cl– Поскольку заряд потенциалопределяющих ионов не компенсируется зарядом противоионов диффузного слоя, гранула имеет заряд, совпада ющий по знаку с зарядом потенциалопределяющих ионов.

В данном случае заряд гранулы: n • (+3) + 3(n–х) • (–1) = +3х.

Не вошедшая в состав адсорбционного слоя часть противоионов (т.н.

свободные противоионы) образует диффузный слой – ионную атмосфе ру мицеллы.

В рассматриваемом случае диффузный слой – 3х Cl–.

Гранула вместе с диффузным слоем образует мицеллу, являющуюся структурной единицей коллоидного раствора.

В рассматриваемом случае формула мицеллы имеет вид:

{(m Fe(OH)3 n Fe3+ 3(n–х) Cl-}+3х. 3х Cl– ядро потенциал- противоионы определяю щий ион адсорбционный диффузный слой слой коллоидная частица (гранула) мицелла 2) Охарактеризовать процессы коагуляции и седиментации. Сре ди ионов, входящих в состав солей, приведенных в столбце 3 табли цы 4, выбрать ион, оказывающий наибольшее коагулирующее воз действие на рассматриваемый золь.

Решение. Коллоидные растворы являются термодинамически не устойчивыми системами, поскольку обладают громадной поверхностью раздела фаз и, следовательно, большой поверхностной энергией.

Агрегативная устойчивость коллоидных систем обусловлена нали чием у коллоидных частиц одноименного электрического заряда, пре пятствующего их слипанию, укрупнению. Повышению устойчивости системы способствует также наличие у коллоидных частиц гидратной оболочки.

Следовательно, устойчивость золя можно нарушить, устранив одно именный заряд коллоидных частиц и защитную гидратную оболочку.

Теряя заряд, коллоидные частицы начинают слипаться, укрупнять ся. Этот процесс называется коагуляцией. Масса частиц увеличивается, и происходит образование осадка (процесс седиментации).

Один из основных методов коагуляции – электролитная коагуляция, заключающаяся во введении в коллоидную систему электролита, име ющего противоионы по отношению к заряженным коллоидным части цам. Коагулирующее действие электролита тем больше, чем выше заряд коагулирующего иона (иона, заряд которого противоположен по знаку заряду гранулы).

В рассматриваемом случае коллоидные частицы имеют положи тельный заряд, поэтому коагулирующее действие на золь будут оказы вать анионы электролита.

Из предложенных солей (AlCl3, ZnSO4, Na3PO4) наибольшее коагу лирующее действие будет оказывать фосфат натрия, содержащий анион с самым высоким зарядом – РО43–.

Задания для самостоятельного выполнения 1) Закончить уравнение реакции, левая часть которого приведена в столбце 2 таблицы 5.

Записать формулу мицеллы золя, полученного при протекании этой реакции.

Указать ядро, адсорбционный слой, потенциалопределяющий ион, противоионы, диффузный слой, гранулу.

Определить заряд коллоидной частицы.

2) Охарактеризовать процессы коагуляции и седиментации.

Среди ионов, входящих в состав солей, приведенных в столбце таблицы 5, выбрать ион, оказывающий наибольшее коагулирующее воздействие на рассматриваемый золь.

Таблица Варианты заданий по теме «Коллоидные растворы»

№ Условия получения Электролиты для выбора вар. золя коагулирующего иона FeCl3(изб.) +3NaOH 0 AlCl3, ZnSO4, Na3PO K2S + Sb(NO3)3(изб.) 1 Na3PO4, Al2(SO4)3, ZnBr Ba(NO3)2(изб.) + CuSO 2 Cr2(SO4)3, ZnCl2,K3AsO AgNO3 (изб.) + CuBr 3 AlCl3, FeSO4, Na3PO Na2S(изб.) + AsCl 4 Sb(NO3)3, BaCl2, K3PO Продолжение табл. № Условия получения Электролиты для выбора вар. золя коагулирующего иона Ba(OH)2+Cu(NO3)2(изб.) 5 ZnBr2, K3AsO4, Al(NO3) K2S + CuBr2(изб.) 6 Na2SO4, CrCl3, Na3PO CuSO4 + Ba(NO3)2(изб.) 7 MnCl2, Fe2(SO4)3, K3AsO CoCl2(изб.) + KOH 8 Cr2(SO4)3, Na3AsO4,CuCl Na2S + MnCl2(изб.) 9 FeCl3, ZnSO4, K3PO BaCl2(изб.) + MnSO 10 ZnCl2, Al2(SO4)3, KNO K2S + Pb(NO3)2 (изб.) 11 MnCl2, Al2(SO4)3, K3AsO NiCl2(изб.)+ NaOH 12 FeSO4, ZnCl2, K3PO Na2S(изб.) + SnCl 13 As(NO3)3, Na3PO4,ZnSO Ba(OH)2+Na2SO4(изб.) 14 ZnCl2, Cr2(SO4)3, NaNO Na2S+ SnCl2(изб.) 15 As(NO3)3,Na3PO4,MnSO K2S(изб.) + SbCl 16 CuCl2, Fe2(SO4)3,Na3AsO BaCl2+ MnSO4(изб.) 17 Cr(NO3)3, K3PO4,ZnSO NaOH + Mn(NO3)2(изб.) 18 CuCl2, Al2(SO4)3,Na3AsO Na2S+ AsCl3(изб.) 19 FeCl3, ZnSO4, Na3PO CuSO4(изб.) + Ba(NO3) 20 AlCl3, FeSO4, K3PO CoCl2 + KOH(изб.) 21 FeCl2, Cr2(SO4)3, KNO K2S(изб.) + CuBr 22 AsCl3, K3PO4,FeSO Ba(OH)2(изб.) +Na2SO 23 As(NO3)3, K3PO4, MnSO Na2S(изб.) + MnCl 24 CrCl3, CuSO4, K3PO NiCl2+ NaOH(изб.) 25 Sb(NO3)3, CuSO4, Na3PO Na2S(изб.) + Sb(NO3) 26 As(NO3)3, K3PO4,CuSO BaCl2(изб.) + Na2SO 27 Na3PO4, Al2(SO4)3, ZnCl NaCl (изб.) + AgNO 28 CrCl3, ZnSO4, Na3PO K2S(изб.) + Cu(NO3) 29 FeCl3, NiSO4, K3PO CuCl2(изб.)+KOH 30 Sb(NO3)3, BaCl2, Na3PO Na2SiO3(изб.) + HCl 31 ZnCl2, Fe2(SO4)3, K3AsO K2S(изб.) + As(NO3) 32 Al2(SO4)3, CuSO4, K3PO Na2S(изб.) + NiCl 33 Cr2(SO4)3, FeCl2,Na3AsO Ba(NO3)2(изб.)+K2SO 34 Al(NO3)3, MnSO4, K3PO K2S(изб.) + Zn(NO3) 35 Na3PO4, CuCl2, Bi(NO3) AlCl3(изб.) +NaOH 36 ZnCl2, K3AsO4, Cr(NO3) AgNO3 + KI (изб.) 37 Na3PO4, ZnSO4, AlCl Na2S + Pb(NO3)2 (изб.) 38 AlCl3, K3PO4,,CuSO Mg(NO3)2 + NaOH (изб.) 39 Na3PO4, Al2(SO4)3, ZnCl Na2S (изб.) + Bi(NO3) 40 ZnSO4, CrCl3, Na3PO BaCl2 + Na2SO4 (изб.) 41 FeCl3, NiSO4, K3PO Окончание табл. № Условия получения Электролиты для выбора вар. золя коагулирующего иона Na2S + Sb(NO3)3 (изб.) 42 Cr2(SO4)3, Na3AsO4,BaCl NaCl + AgNO3 (изб.) 43 ZnCl2, Fe2(SO4)3, K3AsO K2S + Cu(NO3)2(изб.) 44 Na3PO4, Al2(SO4)3, CuCl2, Cu(NO3)2 + NaOH (изб.) 45 Cr2(SO4)3, FeCl2, K3AsO Na2SiO3 + HCl (изб.) 46 MnSO4, Al(NO3)3, K3PO K2S + As(NO3)3 (изб.) 47 Na3PO4, Bi(NO3)3,CuCl Na2S + Ni(NO3)2 (изб.) 48 ZnCl2, K3AsO4, Cr(NO3) Ba(NO3)2+ K2SO4(изб.) 49 ZnSO4, Na3PO4, AlCl K2S + Zn(NO3)2 (изб.) 50 K3PO4,,AlCl3, CuSO AgNO3 (изб.) + KI 51 Na3PO4, Al2( SO4)3, ZnBr Na2S(изб.) + Pb(NO3) 52 ZnSO4, CrCl3, Na3PO Cr(NO3)2 (изб.) + NaOH 53 FeCl3, NiSO4, K3PO K2S + Bi(NO3)3 (изб.) 54 Cr2(SO4)3, K3AsO4, BaCl SbCl3 (изб.) +NaOH 55 ZnCl2, Fe2(SO4)3, K3AsO K2S(изб.) + Cu(NO3) 56 AlCl3, Na3PO4, CuSO AgNO3 (изб.) + NaBr 57 FeCl2, Cr2(SO4)3,Na3AsO KOH+Pb(NO3)2(изб. ) 58 Al(NO3)3, MnSO4, K3PO Na2S(изб.) + Sn(NO3) 59 Bi(NO3)3, Na3PO4, CuCl K2S (изб.) + As(NO3) 60 ZnCl2, Cr(NO3)3, K3AsO NiCl2 + NaOH (изб.) 61 AlCl3, ZnSO4, Na3PO H2SO4 + Ba(NO3)2(изб.) 62 As(NO3)3, K3PO4,CuSO Na2S(изб.) + Sn(NO3) 63 Na3PO4, Al2(SO4)3, ZnCl NaOH + Al(NO3)3 (изб.) 64 CrCl3, ZnSO4, Na3PO Na2S (изб.) + Cd(NO3) 65 FeCl3, NiSO4, K3PO NiCl2 (изб.)+ NaOH (изб.) 66 Sb(NO3)3, BaCl2, Na3PO K2S + Cu(NO3)2 (изб.) 67 ZnCl2, Fe2(SO4)3, K3AsO AgNO3 + NaBr (изб.) 68 Al2(SO4)3, CuSO4, K3PO Ba(OH)2+Pb(NO3)2(изб.) 69 Cr2(SO4)3,FeCl2, Na3AsO Na2S+ Sn(NO3)2(изб.) 70 Al(NO3)3, MnSO4, K3PO H2S + As(NO3)3 (изб.) 71 Na3PO4, CuCl2, Bi(NO3) H2S + Cd(NO3)2 (изб.) 72 ZnCl2, K3AsO4, Cr(NO3) Cu(NO3)2(изб.)+ NaOH 73 Na3PO4, ZnSO4, AlCl H2SO4 (изб.) + Ba(NO3) 74 AlCl3, K3PO4,,CuSO Na2S+ Sn(NO3)2 (изб.) 75 Na3PO4, Al2( SO4)3, ZnBr ЗАДАНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ Цель и задачи Изучив тему, Вы должны уметь:

1) рассчитывать степени окисления элементов;

2) определять тип процесса (окисление или восстановление), указы вать окислитель и восстановитель;

3) расставлять коэффициенты в уравнениях окислительно-восста новительных реакций;

4) определять направление протекания окислительно-восстанови тельных реакций с использованием ряда стандартных окислительно восстановительных потенциалов.

Знание этой темы необходимо при изучении электрохимии, корро зионных процессов и методов защиты от коррозии, специальных дисци плин, связанных с технологией получения и применением материалов и покрытий.

Литература:

Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2003. – Гл. 9, § 9.1.

1.

Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – Гл. 2, §§ 7, 8.

2.

Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – Гл. 7, §§ 1-4.

3.

Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 2005. – Гл. 9.

4.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект:

окислительно-восстановительные реакции;

понятие степени окисления элементов, типичные окислители и восстановители;

типы окислительно-восстановительных реакций;

методы со ставления уравнений окислительно-восстановительных реак ций;

направление протекания окислительно-восстановительных реакций.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Решение нулевого варианта Используя метод электронного баланса, закончите составление окислительно-восстановительной реакции, протекающей по схеме:

Н2О2 + KMnO4 + H2SO4 О2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Укажите окислитель и восстановитель, характер процесса (окисле ние или восстановление), тип реакции. На основании данных о величи нах стандартных окислительно-восстановительных потенциалов сде лайте вывод о возможности самопроизвольного протекания реакции.

Решение. При использовании метода электронного баланса необхо димо учитывать, что сумма электронов, отдаваемых всеми восстанови телями, равна сумме электронов, принимаемых всеми окислителями;

число атомов любого из элементов в левой и правой частях уравнения одинаково.

Составление уравнения окислительно-восстановительной реакции проводим в такой последовательности:

1) Определяем степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

7 2 6 2 2 6 2 6 H O2 K Mn O4 H2 S O4 O2 Mn S O4 K 2 S O4 H 2 O В ходе реакции степень окисления изменяется у марганца и кисло рода: у марганца она понижается с +7 до +2 (марганец восстанавливает ся), у кислорода – повышается с -1 до 0 (кислород окисляется).

Mn+7 – окислитель;

О – – восстановитель 2) Записываем схемы процессов окисления и восстановления:

2 Mn+7 + 5e Mn+2 (восстановление) 5 2О– – 2e О20 (окисление) Чтобы уравнять число электронов, отданных кислородом и приня тых марганцем, умножаем первую схему на 2, а вторую – на 5. Ставим соответствующие коэффициенты перед восстановителем и окислителем в уравнении реакции.

3) Определяем коэффициенты в уравнении реакции, исходя из ба ланса атомов в левой и правой частях уравнения.

Число атомов калия в левой части 2, поэтому коэффициент перед сульфатом калия 1. Число атомов серы в правой части уравнения 3, поэтому для баланса по сере перед серной кислотой ставим коэффици ент 3. Число атомов водорода в левой части уравнения 16, поэтому пе ред водой ставим коэффициент 8:

5Н2О2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5О2 +2MnSO4 + K2SO4 +8H2O.

Проверку правильности подбора коэффициентов проводим по кис лороду. Число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения равно 30.

В рассматриваемой реакции окислитель и восстановитель представ ляют собой различные вещества, поэтому эта реакция относится к типу реакций межмолекулярного окисления-восстановления.

Для того чтобы сделать вывод о возможности самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции, необходимо, воспользовавшись таблицей стандартных окислительно-восстано вительных потенциалов, рассчитать ЭДС реакции (є) как разность по тенциалов окислительно-восстановительных систем, участвующих в реакции:

= Еокислителя – Евосстановителя.

Реакция будет протекать в направлении, в котором ЭДС положи тельна (т.е. для протекания реакции слева направо необходимо, чтобы потенциал окислителя был больше потенциала восстановителя).

Из таблицы (приложение 3) находим:

Е0(MnO4–/Mn2+) = +1,52В;

Е0(О2/Н2О2) = +0,68В.

ЭДС реакции = 1,52 – 0,68 = 0,84 В.

Так как потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, реакция может протекать слева направо самопроизвольно.

Задания для самостоятельного выполнения 1) Используя метод электронного баланса, закончите составление окислительно-восстановительной реакции, протекающей по схеме, приведенной в таблице 6.

2) Укажите окислитель и восстановитель, характер процесса (окисле ние или восстановление), тип окислительно-восстановительной ре акции.

3) На основании данных о величинах стандартных окислительно восстановительных потенциалов (приложение 4) сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания процесса.

Варианты заданий по теме «Окислительно-восстановительные реак ций» для самостоятельного выполнения приведены в таблице 6.

Таблица Варианты заданий по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

№ вар. Схема окислительно-восстановительной реакции H2O2 + KMnO4 + H2SO4 O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O КI + КIO3 + H2SO4 I2 + К2SO4 + H2O Cr2O3 + КNO3 + КОН K2CrO4 + КNO2 + H2O FeCl2 + HNO3(к) Fe(NO3)3 + NO + HCl + H2O Cr(ОН)3 + Br2 + KOH K2CrO4 + КBr + H2O HCl + KMnO4 MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O Br2 + Cl2 + H2O HBrO3 + HCl CaI2 + H2SO4 (к) I2 + H2S + CaSO4 + H2O As2O3 + HNO3 + H2O H3AsO4 + NO K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Cl2 + FeSO4 + KOH Fe(OH)3 + KCl + K2SO KMnO4 + KI + HCl MnCl2 + KCl + I2 + H2O Cr2O3 + КClO3 + КОН K2CrO4 + КCl + H2O PbO2 + MnSO4 + H2SO4 PbSO4 + HMnO4 + H2O KClO3 + HCl KCl + Cl2 + H2O KMnO4 + KNO2 + H2O MnO2 + KNO3 + KOH FeCl2 + H2SO4 (к) Fe2(SO4)3 + HCl + SO2 + H2O K2Cr2O7 + Na2S + H2SO4 Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + Na2SO4+ H2O KI + HNO3 I2 + NO + KNO3 + H2O K2Cr2O7 + KCl + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Cl2 + K2SO4 + H2O CrCl3 + H2O2 + КОН K2CrO4 + КCl + H2O KClO3 + MnO2 + NaOH KCl + Na2MnO4 + H2O K2Cr2O7 + HCl CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O FeSO4 + H2O2 + КОН Fe(ОН)3 + K2SO H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + НCl K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O Cd + KMnO4 + H2SO4 CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O FeSO4 + HIO3 + H2SO4 I2 + Fe2(SO4)3 + H2O К2ТеO3 + KClO4 + H2SO4 KCl + H2TeO4 + K2SO KMnO4 + HCl MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O K2Cr2O7 +KNO2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + KNO3 + K2SO4 + H2O Na2SO3 + PH3 + H2SO4 S + P + Na2SO4 + H2O (NH4)2SO4 + S + H2O NO + H2S + H2SO K3AsO4 + K2SO3 + HCl AsCl3 + KCl + K2SO4 + H2O H2S + HNO3 H2SO4 + NO + H2O KI + H2SO4 (к) I2 + S + K2SO4 + H2O P + HNO3 (к) + H2O H3PO4 + NO Окончание табл. № вар. Схема окислительно-восстановительной реакции FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O H2S + KMnO4 (изб) K2SO4 + MnO2 + KOH + H2O K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + O2 + K2SO4 + H2O KBr + KBrO3 + H2SO4 Br2 + K2SO4 + H2O KMnO4 + HNO2 + H2SO4 MnSO4 + HNO3 + K2SO4 + H2O K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O KMnO4+ NO + H2SO4 Mn(NO3)2+ KNO3+ MnSO4+ H2O K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + S + H2O Cl2 + KOH KCl + KClO3 + H2O MnSO4 + PbO2 + HNO3 HMnO4 + PbSO4 + Pb(NO3)2 + H2O KNO2 + KI + H2SO4 NO + I2 + K2SO4 + H2O NaNO2 + KMnO4 + H2SO4 NaNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O KClO3 + FeSO4 + H2SO4 KCl + Fe2(SO4)3 + H2O Zn + HNO3 (p) NH4NO3 + … Cd + HNO3 (к) NO + … Fe + H2SO4 (к) H2S + … Cu + HNO3 (p) NO + … Mg + H2SO4 (к) H2S + … Zn + HNO3 (к) NO + … Ni + H2SO4 (к) SO2 + … Al + HNO3 (p) NH4NO3 + … Cu + HNO3 (к) NO2 + … Zn + H2SO4 (к) S + … Sn + H2SO4 (к) Sn(SO4)2 + … Au + HNO3 + HCl H[AuCl4] + NO + … Mn + HNO3 (р) Mn(NO3)2 + … Co + HNO3 (p) NO + … Cu + H2SO4 (к) SO2 + … Sn + HNO3 (р) Sn(NO3)2 + … Fe + HNO3 (р) N2O + … Mn + HNO3 (к) Mn(NO3)2 + … Mg + HNO3 (p) NH4NO3 + … Cd + H2SO4 (к) SO2 + … Ni + HNO3 (к) NO2 + … Zn + HNO3 (р) N2 + … Mg + HNO3 (к) NO + … Pt + HNO3 + HCl H2[PtCl6] + NO + … Cd + HNO3 (р) N2O + … ЗАДАНИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Литература:

Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 560 с.

1.

Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – 406 с.

2.

Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – 512 с.

3.

Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1986. – 703 с.

4.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект по каждому из них:

понятие электродного потенциала, стандартный электродный потенциал, ряд стандартных потенциалов и его свойства, зави симость электродного потенциала от концентрации, гальвани ческие элементы: электрохимическая схема, электронные урав нения электродных процессов, расчет ЭДС.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Решение нулевого варианта Составьте электрохимическую схему гальванического элемента из меди и магния, погруженных в 0,01 молярные растворы сульфатов меди и магния соответственно, указав анод и катод.

Напишите электронные уравнения электродных процессов (на аноде и катоде), приведите уравнение процесса, протекающего при работе медно-магниевого гальванического элемента в ионном и молекулярном виде.

Укажите на схеме стрелками направление движения электронов и электрического тока. Рассчитайте ЭДС. Предложите способ повышения ЭДС этого элемента.

Решение. Из таблицы стандартных электродных потенциалов (при ложение 3):

0,34 B и E0 2 2,38 B.

E0 2 / / Mg Cu Cu Mg Магниевый электрод (с более отрицательным потенциалом) будет служить анодом (отрицательным электродом), медный электрод – като дом (положительным электродом).

Электрохимическая схема имеет вид:

I A(–) Mg MgSO4 CuSO4 Cu(+) K 0,01 М 0,01 М Электродные процессы:

На (–) аноде: Mg0 – 2 Mg+2 – процесс окисления На (+) катоде: Cu+2 + 2 Cu0 – процесс восстановления Суммарное уравнение работы гальванического элемента:

а) в ионном виде: Mg + Cu+2 Mg+2 + Cu0, б) в молекулярном виде: Mg + CuSO4 Cu + MgSO Для расчета электродных потенциалов воспользуемся формулой Нернста:

0, E0 n / E n / lg C n, Me Me Me Me Me n где n – валентность металла;

C n – концентрация ионов металла, Me C Cсоли N ;

C Cu 2 Mg где – степень диссоциации соли (CuSO4, MgSO4) 1;

N – число ионов металла (Cu+2, Mg+2), образующихся при диссоциа ции одной молекулы соли.

CuSO4 = Cu2+ + SO42–, N = MgSO4 = Mg2+ + SO42–, N = C 2 C 2 0, 0111 0, 01 моль / л Cu Mg 0, 058 0, 0,34 lg 0, 01 0,34 ( 2 ) 0,34 0, 058 0, 28B E Cu 2 / Сu 2 0,058 0, 2, lg 0,01 2,36 ( 2 ) 2,36 0,058 2, 42B E Mg 2 / Mg 2 ЭДС, –разность электродных потенциалов, величина положительная, т.е.

= Екатода – Еанода, = 0,28 – (-2,42) = 2,7 В.

Для повышения ЭДС Cu-Mg следует понизить концентрацию MgSO4 и повысить концентрацию CuSO4 моль/л.

Задания для самостоятельного выполнения 1. Составить электрохимическую схему гальванического элемента, используя указанные металлы, растворы определенной концентрации их солей.

2. Написать электронные уравнения электродных процессов, приве сти суммарное уравнение работы гальванического элемента в ионном и молекулярном виде.

3. Используя данные приложения 4 (ряд стандартных электродных потенциалов), рассчитать величины электродных потенциалов и ЭДС гальванического элемента.

4. Предложить способ повышения ЭДС этого элемента.

Таблица Варианты заданий по теме «Гальванические элементы»

№ Металлы Названия солей С, моль/л медь сульфат меди (II) 0, магний сульфат магния 0, кадмий нитрат кадмия 0, висмут нитрат висмута (III) 0, цинк хлорид цинка 0, никель хлорид никеля 0, хром сульфат хрома (III) 0, цинк сульфат цинка 0, титан нитрат титана (II) 0, никель нитрат никеля (II) 0, железо сульфат железа (II) 0, магний сульфат магния 0, рутений нитрат рутения (II) 0, никель нитрат никеля 0, титан нитрат титана (II) 0, железо нитрат железа (II) 0, кадмий хлорид кадмия 0, никель хлорид никеля 0, цинк сульфат цинка 0, марганец сульфат марганца (II) 0, хром сульфат хрома (III) 0, кадмий сульфат кадмия 0, магний нитрат магния 0, свинец нитрат свинца (II) 0, медь нитрат меди (II) 0, железо нитрат железа (II) 0, титан нитрат титана (II) 0, хром нитрат хрома (III) 0, Продолжение табл. № Металлы Названия солей С, моль/л никель нитрат никеля 0, серебро нитрат серебра 0, иридий нитрат иридия (III) 0, железо нитрат железа 0, таллий сульфат таллия (I) 0, медь сульфат меди (II) 0, свинец нитрат свинца (II) 0, железо нитрат железа (II) 0, осмий нитрат осмия (II) 0, висмут нитрат висмута (III) 0, цинк хлорид цинка 0, ванадий хлорид ванадия (II) 0, хром сульфат хрома (III) 0, ниобий сульфат ниобия (III) 0, цинк сульфат цинка 0, цирконий сульфат циркония (IV) 0, кобальт сульфат кобальта (II) 0, медь сульфат меди (II) 0, платина хлорид платины (II) 0, кадмий хлорид кадмия 0, олово сульфат олова (II) 0, медь сульфат меди (II) 0, хром сульфат хрома (III) 0, иридий сульфат иридия (III) 0, серебро нитрат серебра 0, индий нитрат индия (II) 0, галлий сульфат галлия (III) 27 0, медь сульфат меди (II) 0, палладий хлорид палладия (II) 28 0, кадмий хлорид кадмия 0, железо нитрат железа (II) 0, платина нитрат платины (II) 0, цирконий нитрат циркония (IV) 0, серебро нитрат серебра 0, титан нитрат титана (II) 0, медь нитрат меди (II) 0, осмий нитрат осмия (II) 0, цинк нитрат цинка 0, галлий нитрат галлия 0, серебро нитрат серебра 0, титан сульфат титана (II) 0, олово сульфат олова (II) 0, магний сульфат магния 0, цинк сульфат цинка 0, Продолжение табл. № Металлы Названия солей С, моль/л железо нитрат железа (II) 0, цирконий нитрат циркония (IV) 0, кобальт хлорид кобальта (II) 0, платина хлорид платины (II) 0, палладий хлорид палладия (II) 0, никель хлорид никеля (II) 0, галлий сульфат галлия (III) 0, ниобий сульфат ниобия (III) 0, иридий нитрат иридия (III) 0, цинк нитрат цинка 0, платина хлорид платины (II) 0, марганец хлорид марганца (II) 0, осмий нитрат осмия (II) 0, серебро нитрат серебра 0, олово хлорид олова (II) 0, палладий хлорид палладия (II) 0, свинец нитрат свинца (II) 0, серебро нитрат серебра 0, рутений хлорид рутения 0, цинк хлорид цинка 0, медь нитрат меди (II) 0, цирконий нитрат циркония (IV) 0, таллий хлорид таллия (I) 0, цирконий хлорид циркония (IV) 0, рутений сульфат рутения (II) 0, никель сульфат никеля (II) 0, магний нитрат магния 0, индий нитрат индия (III) 0, ванадий нитрат ванадия (II) 0, серебро нитрат серебра 0, цинк нитрат цинка 0, кадмий нитрат кадмия 0, серебро нитрат серебра 0, цинк нитрат цинка 0, кадмий сульфат кадмия 0, медь сульфат меди (II) 0, цинк сульфат цинка 0, олово сульфат олова (II) 0, никель сульфат никеля (II) 0, медь сульфат меди (II) 0, железо нитрат железа (II) 0, висмут нитрат висмута (III) 0, цинк хлорид цинка 0, платина хлорид платины (II) 0, Окончание табл. № Металлы Названия солей С, моль/л палладий хлорид палладия (II) 0, цинк хлорид цинка 0, железо сульфат железа (II) 0, ниобий сульфат ниобия (III) 0, серебро нитрат серебра 0, марганец нитрат марганца (II) 0, платина хлорид платины (II) 0, магний хлорид магния 0, медь нитрат меди (II) 0, серебро нитрат серебра 0, магний хлорид магния 0, палладий хлорид палладия (II) 0, магний нитрат магния 0, серебро нитрат серебра 0, хром сульфат хрома (III) 0, железо сульфат железа (II) 0, магний нитрат магния 0, свинец нитрат свинца 0, палладий хлорид палладия (II) 0, марганец хлорид марганца (II) 0, хром сульфат хрома (III) 0, магний сульфат магния 0, висмут нитрат висмута (III) 0, хром нитрат хрома (III) 0, рутений нитрат рутения (II) 0, кадмий нитрат кадмия 0, кобальт нитрат кобальта (II) 0, серебро нитрат серебра 0, кадмий нитрат кадмия 0, магний нитрат магния 0, платина хлорид платины (II) 0, медь хлорид меди (II) 0, рутений сульфат рутения (II) 0, марганец сульфат марганца (II) 0, кобальт хлорид кобальта (II) 0, цинк хлорид магния 0, ЗАДАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗ Литература:

1. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 560 с.

2. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – 406 с.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-пресс, 2005. – 725 с.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект:

электролиз (определение);

электроды: катод и анод;

раствори мые и нерастворимые аноды;

электродные процессы на катоде и на аноде;

последовательность разряда ионов на электродах;

электролиз расплавов;

электролиз водных растворов;

перена пряжение водорода;

электролиз с растворимым анодом;

законы Фарадея;

выход по току.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Решение нулевого варианта Соль На катоде На аноде Выход по №, инертном растворим Q, Кл I, A току ВМе, теор, г практ, г VH 2, л вар мин расплав m Me m Me раствор материал VО2, л VCl2, л % m’анод анода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 сульфат – Х4 – Х3 – – – Х1 Х2 0-А 22,18 олова (II) хлорид – Х1 – – – Х4 144000 20 Х3 Х 0-Б 84,13 Sn олова (II) хлорид – Х3 Х4 – – – – Х1 Х2 0-B 5,6 93, алюминия Условные обозначения:

теор – теоретически рассчитанная масса металла, выделяемого на m Me катоде, г;

m Me прак – масса металла, практически полученного на катоде, г;

VH 2 – объем водорода, выделяющегося на катоде, л;

VО 2 – объем кислорода, выделяющегося на аноде, л;

VCl2 – объем хлора, выделяющегося на аноде, л;

Q – количество электричества, Кл;

I – сила тока, А;

– продолжительность электролиза, мин;

m Ме(практ ) Ме 100% ;

Ме – выход по току, %:

m Ме( теор) m’анода – уменьшение массы анода в процессе электролиза, г.

0-А. Составить схему электродных процессов, вычислить количе ство пропущенного электричества (Х1) и силу тока (Х2) при электролизе с нерастворенным анодом водного (нейтрального) раствора сульфата олова (II) в течение 120 минут. Определить объем кислорода, выделив шегося на аноде (Х3), и массу металла, полученного практически на ка тоде (Х4), если теоретически рассчитанная масса (в граммах) составляет 22,18 г, а выход по току - 97 %.

Дано: Решение:

Нейтральный раствор Схема электролиза:

SnSO4 Sn2+ + SO42–;

H2O H+ + OH– SnSO Анод нерастворимый (–) Катод (+) Анод Sn2+ SO42– mSn(теор) = 22,18 г ОН– (из воды) + H (из воды) = 120 мин ВМе = 97 % Х 1= Q = ? Х 2 = I = ? Электронные уравнения Х3 = VО 2 = ? электродных процессов Х4 = m Me(практ) = ? Катодные процессы На катоде восстанавливаются ионы с бо лее положительным потенциалом с учетом перенапряжения водорода (это металлы, стоящие в ряду напряжений после алюминия, начиная с марганца).

На катоде восстанавливаются Sn+2 + 2 Sn0 (основной процесс) При электролизе водных растворов солей металлов, расположенных в ряду напряжений до Н2, параллельно будут разряжаться Н+-ионы из воды: 2Н2О + 2 = Н2+ 2ОН–, т.к. выход по току равен 97%.

Анодный процесс На инертном аноде идут процессы окисления отрицательно заря женных ионов (анионов) с менее положительным потенциалом. С уче том того, что F–, NO3–, SO42–, CO32–, PO43–, ионы не разряжаются из вод ных растворов, на аноде идет процесс окисления кислорода из воды:

2Н2О – 4 O2 + 4Н+ 1) Для расчета количества электричества применим закон Фарадея:

М Э Ме Q mSn(теор) F m Ме(теор) Q, М F Э где F = 96500 Кл – число Фарадея, МЭ – масса моля эквивалентов Sn в SnSO4 равна: 118,7 : 2 = 59, г/моль.

22,8 Х1 Q 37071, 6 Кл.

59, 2) Q = I ·, где I – сила тока, А;

– продолжительность электролиза, с.

Q 37071, X2 I 5,15 А.

120 VЭ (О2 ) Q 3) VO 96500, где VЭ(O2) – объем моля эквивалентов кислорода (н.у.) равен 22,4 : 4 =5,6 л.


5, 6 137071, X3 VO 2 7,95 л m Sn (практ ) 4) Учитывая, что выход по току Sn m 100%, находим Sn ( теор) X 4 mSn (практ ) Sn mSn ( теор ) 0,97 22,18 21,51 г.

Ответ: Q = 37071,6 кл, I = 5,15 А, VО 2 = 7,95 л, m Sn (практ ) = 21,51 г.

0-Б. Через водный раствор хлорида олова (II) пропущено 144000 Кл электричества при силе тока 20 А. При этом на катоде получено 84,13 г металла. Составить схемы электродных процессов, определить теорети чески рассчитанную массу металла, выделяющегося на катоде (Х1) и время протекания электролиза (Х2). Вычислить выход по току и умень шение массы анода, изготовленного из олова.

Дано: Решение:

Нейтральный раствор Схема электролиза:

SnCl2 Sn2+ + 2Cl–;

H2O H+ + OH– SnCl Анод – оловянный (–) Катод (+) Анод Cl– Sn2+ Q = 144000 Кл ОН– (из воды) + I = 20 А H (из воды) m Me(практ) = 84,13 г Х1= m Ме(теор), г = ?

Х2 = В, % = ?

Х3 =, мин = ?

Х4 = m’анода = ?

Электронные уравнения электродных процессов Катодные процессы На катоде восстанавливаются ионы с более положительным потен циалом с учетом перенапряжения водорода (это металлы, стоящие в ряду напряжений после алюминия, начиная с марганца).

На катоде восстанавливаются Sn+2 + 2 Sn0 (основной процесс).

При электролизе водных растворов солей металлов, расположенных в ряду напряжений до Н2, параллельно будут разряжаться Н+-ионы из воды: 2Н2О + 2 = Н2+ 2ОН–.

Анодный процесс При электролизе с применением анода, изготовленного из металла, соль которого подвергается электролизу, идет процесс окисления (растворения) металла, т.к. его потенциал имеет более отрицательное значение:

Sn+2 + 2 Sn 1) Для определения теоретически рассчитанной массы металла олова, выделяемого на катоде, применим закон Фарадея:

mЭМе Q mМе(теор), F где F = 96500 Кл – число Фарадея;

Q – количество пропущенного электричества, Кл;

МЭ(Ме) – масса моля эквивалентов металла рассчитывается как част ное от деления атомной массы металла на его валентность. Масса моля эквивалентов олова в SnCl2 равна 118,7 : 2 = 59,35 г/моль.

59,35 Х1 mSn(теор) 88,56 г.

m Ме(практ ) 2) Учитывая, что выход по току Ме m 100%, Ме( теор),, 84, находим Х 2 88,56 100% 95%.

3) Q = I ·, где I – сила тока, А;

– время электролиза, с.

Q X3 120 мин.

20 I 4) m’анода – уменьшение массы оловянного анода в процессе его растворения равно теоретически рассчитанной массе металла, выделяе мого на катоде.

Х4 = m’анода теоретически равно mSn(теор) = 88,56 г.

Ответ: mSn(теор) = m’Sn = 88,56 г, Sn = 95%, = 120 мин.

0-В. Вычислить количество пропущенного электричества (Х1) силу тока (Х2) при электролизе расплава хлорида алюминия в течение минут, если на аноде при этом выделилось 5,6 л хлора. Определить тео ретически рассчитанную массу металла (Х3) и массу металла, практиче ски полученного на катоде при выходе по току 93,6 %.

Дано: Решение:

Расплав AlCl3 Схема электролиза:

AlCl3 Al3+ + 3Cl– = 120 мин V(Cl2) = 5,6 л (–) Катод (+) Анод Cl– Al3+ В = 93,6 % Х 1= Q = ? Х 2 = I = ?

Х3 = m Ме(теор) = ?

Х4 = m Ме(прак) = ?

Электронные уравнения электродных процессов На катоде восстанавливаются ионы Al3+.

Al3+ + 3 Al На аноде окисляются Cl–-ионы.

2Cl– – 2 Cl2.

1) Для расчета количества электричества Q, воспользуемся законом Фарадея:

VЭ(Cl 2 ) Q V(Cl 2 ) F V(Cl2 ) Q, F VЭ(Cl 2 ) где F = 96500 Кл – число Фарадея;

VЭ (Cl 2 ) – объем моля эквивалентов хлора (н.у.) = 22,4 : 2 = 11,2 л;

V(Cl2 ) – объем хлора, выделившегося на аноде = 5,6 л.

5,6 X1 Q 48250 Кл.

11, 2) Q = I ·, где I – сила тока, А;

– время электролиза, с.

Q X2 I 6,7 A.

120 3) Согласно закону Фарадея M э(Al ) Q m Al ( теор), F М Э(Al) – масса моля эквивалентов алюминия в AlCl3 рассчитывается как частное от деления атомной массы алюминия на его валентность М Э(Al) = 27 : 3 = 9.

9 X3 m Al ( теор) 4,5 г.

4) С учетом того, что выход по току алюминия m Al (практ ) Al 100% составляет 93,6 % m Al ( теор) m Al (практ ) Al m Al ( теор ) Х4 = m Al (практ ) = 0,936 · 4,5 = 4,212 г Ответ: Q = 48250 Кл, I = 6,7 А, = 120 мин, m Al ( теор ) = 4,5 г, m Al (практ ) = 4,212 г.

Варианты заданий для самостоятельного выполнения по теме «Элек тролиз» приведены в таблице 7.

Таблица Варианты заданий по теме «Электролиз»

Соль На катоде На аноде Выход инертном растворим № по V,л Q, Кл I, A, мин m Me теор, гm Me практ, г H2 VО2, л VCl2, л материал вар току раствор расплав m’анод ВМе, % анода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0-А сульфат олова (II) – Х4 – Х3 – – – Х1 Х 22,18 120 0-Б хлорид олова (II) – Х1 – – – Х4 144000 Х3 Х 84,13 Sn хлорид – Х3 Х4 – – – – Х1 Х 0-B 5,6 120 93, алюминия хлорид цинка – Х2 – – Х4 – – Х1 Х 1 15,24 10 нитрат – Х1 – Х4 – – – Х2 Х 2 11,53 15 кадмия сульфат – Х2 Х3 – Х4 – – Х 3 15 60 хрома (III) хлорид – Х2 – – Х4 – – Х1 Х 4 1,8 4,5 бериллия хлорид – Х3 – – – – – Х1 Х 5 56 180 ванадия (II) хлорид – Х3 Х4 – – – – Х1 Х 6 16,7 20 99, палладия (II) нитрат – Х2 – – – – Х1 Х4 Х 7 376,6 22,4 осмия (II) хлорид – Х1 – – Х3 – – 386000 Х4 Х 8 235,77 иридия (III) – хлорид Х3 Х4 – – – – Х1 Х 9 22,4 17,87 родия (III) Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 сульфат – Х2 Х3 – – – Х4 Х 10 Zn 10 120 цинка нитрат – Х3 Х4 – Х2 – – – Х 11 57900 20 таллия (I) сульфат – Х1 – Х3 – – – Х4 Х 12 1,3 2,5 марганца (II) хлорид – Х3 – – Х2 – – Х1 Х 13 2,77 9650 1, кобальта (II) хлорид – – – Х3 – – Х2 Х4 Х 14 28,09 25 индия(III) cульфат – Х2 – Х4 – – – Х1 Х 15 5,03 9650 1, рутения (II) сульфат – Х1 Х2 – Х3 – Х4 – 16 Cu 20 120 99, меди (II) хлорид – – – Х3 – Х2 – – Х1 – 17 193000 натрия хлорид – Х3 – – – – Х1 Х2 Х 18 39,25 22,4 титана (II) хлорид – Х1 – – Х4 – – Х2 Х 19 45,61 15 циркония (IV) хлорид – Х1 Х2 – – Х3 – – Х 20 20 240 97, бария – хлорид Х1 – – Х3 – – 386000 Х4 Х 21 194,5 платины (IV) нитрат – Х2 – – – – Х1 Х4 Х 22 139,2 11,2 висмута (III) нитрат – Х2 Х3 – Х4 – – – Х 23 15 60 олова (II) Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 хлорид – – – Х2 – – – Х1 Х3 – 24 11,2 кальция хлорид – Х2 Х3 – – Х4 Х 25 20 120 97, палладия (II) хлорид – Х1 Х2 – – Х3 193000 Х 26 240 кальция хлорид – Х2 Х3 – – Х4 Х 27 20 140 99, иридия (III) нитрат – Х3 – Х1 Х2 Х 28 2084,88 67,2 таллия (I) сульфат – Х2 – Х4 – Х1 Х 29 1,93 36000 олова (II) хлорид – Х2 Х3 Х4 Х 30 25 60 99, родия (III) сульфат – Х1 – Х3 – Х2 Х 31 5,05 25 99, рутения (II) хлорид – Х1 – – Х3 Х2 Х 32 25 15 индия (III) хлорид – Х1 – – Х3 Х4 Х 33 47,19 193000 титана (II) хлорид – Х2 Х3 – – Х4 Х 34 25 120 99, циркония (IV) нитрат – Х1 – – Х3 – Х2 144000 30 Х 35 Cd кадмия – хлорид Х2 Х3 – – Х1 Х 36 6,78 120 93, алюминия сульфат – Х2 – – Х1 Х4 Х 37 27,73 11,2 хрома (III) Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 хлорид – – Х4 Х1 Х2 Х 38 30 27 110, кальция сульфат – Х1 – Х3 – – Х2 Х 39 64,22 3 30 железа (II) хлорид – Х2 Х3 Х 40 88,035 10 никеля нитрат – Х1 – Х4 – Х3 Х 41 13,4 48250 цинка хлорид – Х1 – – Х4 Х2 Х 42 90 79, меди (II) хлорид Х2 – Х4 Х1 Х 43 37,91 100,02 16, кальция нитрат – – – Х1 Х2 – Х 44 193000 алюминия хлорид – Х1 Х2 – Х3 Х 45 241250 50 бериллия хлорид Х1 – Х3 Х4 Х 46 13,1 цинка нитрат – Х2 Х3 – Х4 – – Х 47 193000 25 висмута (II) хлорид Х2 – – Х3 386000 Х1 Х 48 117 кобальта (II) сульфат – Х2 Х4 – Х3 Х 49 Cu 100 8, меди (II) нитрат – Х1 – – – – Х3 Х 50 32,4 Ag 20850 серебра Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 нитрат – Х3 Х4 – Х2 – – – Х 51 57900 20 никеля (II) сульфат – Х1 – Х3 – – – Х4 Х 52 1,3 2,5 титана (II) сульфат – Х3 – Х2 – – – Х1 Х 53 2,87 9650 2, кобальта (II) хлорид – – – Х3 – – Х2 Х4 Х 54 8,8 11,2 хрома (III) cульфат – Х2 – Х4 – – – Х1 Х 55 4,8 9650 1, кадмия сульфат – Х1 Х2 – Х3 – Х4 – 56 Ni 2,0 120 89, никеля (II) хлорид – – – Х3 – Х2 – – Х1 – 57 193000 3, бария хлорид – Х3 – – – – Х1 Х2 Х 58 42,25 22,4 марганца (II) хлорид – Х1 – – Х4 – – Х2 Х 59 22,4 15 кадмия хлорид – Х1 Х2 – – Х3 – – Х 60 20 240 97, калия – хлорид Х1 – – Х3 – – 289500 Х4 Х 61 151,05 палладия (II) нитрат – Х2 – – – – Х1 Х4 Х 62 99,2 11,2 ртути (II) нитрат – Х2 Х3 – Х4 – – – Х 63 15 60 свинца (II) Окончание табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 сульфат – Х2 Х3 – – – Х4 Х 64 Cr 10 120 хрома (III) нитрат – Х3 Х4 – Х2 – – – Х 65 57900 20 марганца (II) сульфат – Х1 – Х3 – – – Х4 Х 66 1,8 2,5 никеля (II) нитрат – Х3 – Х2 – – – Х1 Х 67 5,2 9650 1, палладия (II) хлорид – – – Х3 – – Х2 Х4 Х 68 29,5 26,5 никеля (II) cульфат – Х2 – Х4 – – – Х1 Х 69 5,03 9650 1, рутения (II) хлорид – Х1 Х2 – – Х3 Х4 – 70 Pd 20 120 99, палладия (II) хлорид – – – Х3 – Х2 – – Х1 – 71 193000 калия cульфат – – – Х3 – – – Х1 Х2 – 72 11,2 натрия гидроксид – Х1 – Х4 – – – Х2 Х 73 50,4 15 калия хлорид – Х1 Х2 – – Х3 – – Х 74 20 240 магния – хлорид Х1 – – Х3 – – 386000 Х4 Х 75 84,5 натрия ЗАДАНИЕ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ Цель и задачи Изучив тему «Коррозия и защита металлов», студенты должны:


1) знать причины, основные виды и механизмы коррозии;

2) уметь записать уравнения электродных процессов электрохими ческой коррозии;

3) знать основные методы защиты от коррозии, их механизм.

4) уметь определить характер металлического покрытия (анодное или катодное);

5) уметь подобрать протектор для защиты того или иного металла.

Знание этой темы необходимо при изучении специальных дисци плин, связанных с технологией получения и применением материалов и покрытий, при решении практических задач, касающихся совместимо сти материалов приборов и конструкций, их защиты от коррозии.

Литература 1. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2003. – Гл. 10, §§ 10.1-10.4.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 2005. – Гл. 38, § 5.

3. Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – Гл. 8, §§ 10-11.

4. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – Гл. 20, §§ 10-12.

План изучения темы 1. Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект:

определение коррозии, ее основные виды;

химическая коррозия;

электрохимическая коррозия;

методы защиты металлов от кор розии.

2. Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3. Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

Пример решения задания нулевого варианта Задание. К какому типу относится никелевое покрытие на железе?

Какие процессы будут протекать при температуре 298 К во влажном воздухе при нарушении сплошности этого покрытия? Составьте элек трохимическую схему образующегося в рассматриваемой системе галь ванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов.

Какие продукты образуются в результате коррозии? Дайте оценку за щитных свойств рассматриваемого покрытия.

Решение. Для определения типа покрытия находим по таблице (при ложение 3) величины стандартных электродных потенциалов металлов, входящих в состав рассматриваемой электрохимической системы:

Е 0(Fe2+/Fe) = -0,44В;

Е 0(Ni2+/Ni) = -0,25В.

Т.к. электродный потенциал покрытия (никеля) более положителен, чем электродный потенциал основного металла, никелевое покрытие в данном случае является катодным.

При нарушении сплошности покрытия возникает короткозамкнутый гальванический элемент (проводящей средой является пленка влаги, адсорбированной поверхностью металла).

Электрохимическая схема элемента:

А(–) Fe / H2O, О2 / Ni К (+).

Коррозия будет протекать по электрохимическому механизму.

Анодным процессом в этой системе будет процесс окисления (кор розии) основного материала (железа). Схема анодного процесса:

А(–): Fe – 2e Fe2+.

Образующиеся электроны переходят на катодные участки и там свя зываются окислителем (в рассматриваемой системе – молекулами кис лорода).

Схема катодного процесса:

К (Ni): О2 + 2Н2О + 4e 4ОН– (кислородная деполяризация).

Кроме электрохимических процессов в рассматриваемой системе протекают вторичные химические реакции:

Fe2+ + 2OH– Fe(OH)2;

4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О 4Fe(OH)3.

При высушивании гидроксид железа (Ш) частично теряет воду и об разуется соединение, отвечающее составу бурой ржавчины:

Fe(OH)3 FeО(OH) + Н2О.

Таким образом, катодные покрытия защищают металл от коррозии только при отсутствии повреждений покрытия. При нарушении сплош ности покрытия в системе возникает короткозамкнутый гальванический элемент, при работе которого происходит анодное окисление основного металла.

Задания для самостоятельного выполнения На изделие нанесено металлическое покрытие. Определите тип это го покрытия. Какие процессы будут протекать при температуре 298К в заданной коррозионной среде при нарушении сплошности покрытия?

Составьте электрохимическую схему образующегося в рассматрива емой системе гальванического элемента. Напишите уравнения элек тродных процессов. Какие продукты образуются в результате коррозии?

Дайте оценку защитных свойств нанесенного покрытия. Предложите более надежный способ защиты изделия от коррозии.

Таблица Варианты заданий по теме «Коррозия металлов»

Номер Основной Материал Коррозионная варианта металл покрытия среда 1 2 3 железо никель влажный воздух железо магний кислая почва медь цинк нейтральная почва никель цинк раствор соляной кислоты медь магний влажный воздух медь серебро влажный воздух кобальт цинк раствор серной кислоты железо свинец кислая почва никель олово морская вода железо титан влажный воздух железо олово кислая почва медь олово раствор серной кислоты никель титан кислая почва магний никель раствор серной кислоты железо свинец морская вода железо титан раствор соляной кислоты никель олово кислая почва медь магний кислая почва серебро никель влажный воздух железо олово раствор серной кислоты магний олово влажный воздух никель титан морская вода никель железо кислая почва свинец кадмий влажный воздух свинец медь раствор соляной кислоты кобальт серебро морская вода медь олово морская вода железо цинк кислая почва медь серебро влажный воздух железо никель раствор соляной кислоты железо олово нейтральная почва Окончание табл. 1 2 3 никель серебро влажный воздух железо хром морская вода медь никель влажный воздух железо кадмий влажный воздух железо кобальт кислая почва медь олово влажный воздух железо свинец раствор серной кислоты никель медь нейтральная почва железо цинк морская вода свинец никель влажный воздух медь кадмий раствор серной кислоты никель серебро раствор соляной кислоты железо кобальт кислая почва железо медь морская вода медь цинк морская вода никель олово влажный воздух железо хром кислая почва свинец медь нейтральная почва железо олово раствор соляной кислоты медь олово раствор серной кислоты железо свинец влажный воздух медь кобальт морская вода цинк олово раствор соляной кислоты железо кадмий кислая почва никель золото влажная атмосфера железо серебро морская вода медь свинец кислая почва железо медь влажная атмосфера кобальт серебро раствор серной кислоты железо алюминий морская вода никель свинец кислая почва медь золото влажная атмосфера никель хром морская вода железо серебро раствор соляной кислоты кобальт медь влажный воздух медь алюминий морская вода медь никель раствор серной кислоты железо серебро кислая почва медь цинк раствор соляной кислоты медь золото влажная атмосфера никель медь кислая почва алюминий серебро морская вода железо кобальт влажная атмосфера свинец медь раствор серной кислоты цинк олово влажная атмосфера БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК* 1. Глинка, Н. Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н. Л. Глин ка;

под ред. А. И. Ермакова. – Изд. 30-е, испр. – М.: Интеграл-Пресс, 2007. – 727 с.

2. Коровин, Н. В. Общая химия: учеб. для студентов вузов по техн.

направлениям и специальностям / Н. В. Коровин. – Изд. 7-е, испр. – М.:

Высшая школа, 2006. – 556 с.

3. Лучинский, Г. П. Курс химии / Г. П. Лучинский. – М.: Высшая школа, 1985. – 406 с.

4. Харин, А. Н. Курс химии / А. Н. Харин. – М.: Высшая школа, 1983. – 512 с.

* Можно использовать и более ранние издания данных книг.

Приложение Стандартные термодинамические характеристики (fН0298, S0298 и fG0298) некоторых веществ при 298 К (250С) fН0298, fG0298, S0298, Вещество Дж/(моль·К) кДж/моль кДж/моль Ag (к) 0 42,6 AgBr (к) -100,7 107,1 -97, AgС1 (к) -127,1 96,1 -109, AgNO3 (к) -124,5 140,8 -33, А1 (к) 0 28,3 А12О3 (к) -1675,0 50,9 -1583, А12(SO4)3 (к) -3434,0 239,2 -3102, Br2 (ж) 0 152,2 Br2 (г) 30,9 245,5 3, ВаО (к) -553,9 70,5 -525, ВаСО3 (к) -1202,0 112,1 -1137, ВаCl2 (к) -859,1 126,0 -811, ВаF2 (к) -1207,9 96,4 1137, Ва (к) 0 67,0 ВаS (к) -460,5 78,3 -456, ВаSO4 (к) -1465,0 131,8 -1353, С (графит) 0 5,7 СС14 (ж) -135,4 214,4 -64, СН4 (г) -74,8 186,1 -50, С2Н2 (г) 226,7 200,9 209, С2Н4 (г) 52,3 219,4 68, С2Н6 (г) -84,7 229,5 -32, С6Н6 (ж) 49,0 172,8 124, С2Н5ОН (ж) -277,7 160,7 -174, С6Н12О6 (к) -1273,0 288,9 -919, СО (г) -110,5 197,4 -137, СО2 (г) -393,5 213,6 -394, Са (к) 0 41,6 СаС2 (к) -59,9 70,0 -64, СаСО3 (к) -1206,0 92,9 -1129, СаF2 (к) -1214,6 68,9 -1168, Са3N2 (к) -431,8 104,5 -368, СаО (к) -635,0 39,7 -603, Са(ОН)2 (к) -986,8 83,4 -899, С12 (г) 0 222,9 КС1 (к) -436,8 82,6 -408, КС1О3 (к) -391,3 143,0 -290, КС1О4 (к) -433,0 151,0 478, КН2РО4 (к) -1569,0 135,0 -1609, КОН (к) -425,8 79,3 -380, Продолжение прил. fН0298, fG0298, S0298, Вещество Дж/(моль·К) кДж/моль кДж/моль МgС12 (к) -641,1 89,8 -592, MgСО3 (к) -1113,0 65,7 -1029, Mg3N2 (к) -461,1 87,9 -400, Mg(NO3)2 (к) -798,0 164,0 -588, МgО (к) -601,8 26,9 -569, N2 (г) 0 191,5 NН3 (г) -46,2 192,5 -16, NH4NO2 (к) — — - NH4NO3 (к) -365,4 151,1 -183, NH4С1 (к) -315,4 94,6 -204, (NH4)2SO4 (к) -1179,3 220,3 -901, (NH4)2CrO4 (к) -1182,0 168,0 -996, N2О (г) 82,0 219,9 104, NO (г) 90,4 210,6 80, N2О3 (г) 83,0 312,0 139, NО2 (г) 33,9 240,4 51, N2О4 (г) 9,0 304,0 98, N2О5(к) 42,5 178,4 114, NF3 (г) -133,0 261,0 210, Na (к) 0 51,4 NaC1 (к) -410,9 72,4 -384, NaHCO3 (к) -947,7 102,0 -851, Na2HPO4 (к) -1755,0 150,0 -1799, NaHSO4 (к) -1132,0 125,0 -1162, Na2O (к) -418,0 75,0 -276, Na4P2O7 (к) -3166,0 270,0 -3246, Na2S (к) -370,3 77,4 -354, Na2SO3 (к) -1090,0 146,0 -1043, Na2SO4 (к) -1385,0 150,0 -1266, Na2S2O3 (к) -2117,0 335,0 -1043, Ni (к) 0 29,9 NiО (к) -239,7 38,0 -211, О2 (г) 0 205,0 О3 (г) 142,3 238,8 162, Сl2О (г) 75,8 266,2 94, СlО2 (г) 105,0 257,0 122, Сl2О7 (г) 286,6 565 399, Cr (к) 0 23,6 Сr2О3 (к) -1141,0 81,1 -1059, СО (к) -162,0 42,6 -129, CS2 (г) 117,0 237,8 67, CS2 (ж) 87,8 151,3 64, Cu (к) 0 33,2 Продолжение прил. Н0298, G0298, S0298, Вещество Дж/(моль·К) кДж/моль кДж/моль Cu(NO3)2 (к) -307,11 192,28 -117, Сu2(OH)2CO3 (к) -1048,0 222,0 -981, CuC12 (к) -206,0 108,1 -162, CuO (к) -162,0 42,6 -129, Fe (к) 0 27,1 FеО (к) -263,7 58,8 -244, Fе2О3 (к) -821,2 90,0 -740, Fе3О4 (к) -1117,7 151,5 -1014, FeCl2 (к) -341,8 118,0 -302, FeCl3 (к) -396,2 145,6 -340, FeS2 (к) -163,2 52,9 -151, Н2 (г) 0 130,6 НВr (г) -34,1 198,6 -51, HNO3 (ж) -174,1 156,6 -80, НСN (г) 135,0 113,1 201, НС1 (г) -92,3 186,7 -94, НF (г) -270,8 173,5 -272, НJ (г) 25,9 206,5 1, НN3 (ж) 294,0 328,0 238, Н2О (г) -241,8 188,7 -228, Н2О (ж) -285,8 70,0 -237, Н2S (г) -20,2 205,6 -33, H2SO4 (ж) -811,30 157,0 -690, К (к) 0 71,5 КС1 (к) -435,9 82,7 -408, КС1О3 (к) -391,2 143,0 -289, F2О (г) 25,1 247,0 42, Р (к, белый) 0 44,4 Р (к, красный) -18,4 22,8 -12, Р4 (г) 59,0 288,3 24, РН3 (г) 5,4 210,1 13, Р2О3 (к) -820,0 173,5 -871, Р2О5 (к) -1492,0 114,5 -1348, Р4О10 (к) -2984,0 229,0 -2697, Pb (к) 0 64,8 Pb(NO3)2 (к) -447,0 213,0 -510, РbО (к) -219,3 66,1 -189, PbО2 (к) -276,6 72,0 -218, PbS (к) -92,5 91,1 -92, PbSO4 (к) -920,0 140,0 -812, S (к, ромб.) 0 31,9 SO2 (г) -297,2 248,2 -300, SO3 (г) -395,2 256,4 -370, Окончание прил. Н0298, G0298, S0298, Вещество Дж/(моль·К) кДж/моль кДж/моль SiCl4 (ж) -687,8 239,7 -759, SiH4 (г) 34,0 205,0 57, SiO2 (кварц) -911,6 41,9 -857, SnO (к) -286,2 56,0 -258, SnO2 (к) -581,2 52,0 -520, Ta (к) 0 41,5 TaCl5 (т) -857,9 238,0 -750, Ti (к) 0 30,6 TiCl4 (ж) -800,0 249,0 -737, TiO2 (к) -943,9 50,3 -888, U (т) 0 50 UF4 (г) -1925,0 152,0 -1970, V (т) 0 28,9 V2O5 (т) -1552,0 131,0 -1421, W (к) 0 32,7 WO3 (к) -842,7 75,9 -763, Zn (к) 0 41,6 ZnO (к) 350,6 43,6 -320, ZnS (т) -205,4 57,7 -200, Приложение Электроотрицательность элементов по подгруппам Электроотрицательность элементов по подгруппам Периоды IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA H 2, Li Be B C N O F 0,98 1,57 2,04 2,55 3,04 3,44 3, Na Mg Al Si P S Cl 0,93 1,31 1,61 1,9 2,19 2,58 3, K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 0,82 1,0 1,36 1,54 1,63 1,66 1,55 1,83 1,88 1,91 1,9 1,65 1,81 2,01 2,18 2,55 2, Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 0,82 0,95 1,22 1,33 1,6 2,16 1,9 2,2 2,28 2,2 1,93 1,69 1,78 1,96 2,05 2,1 2, Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pd Bi Po At 0,79 0,89 1,1 1,3 1,5 2,36 1,9 2,2 2,2 2,28 2,54 2,0 2,04 2,33 2,02 2,0 2, Fr Ra Ac 0,7 0,9 1, Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La 1,12 1,13 1,14 1,13 1,17 1,2 1,2 1,2 1,22 1,23 1,24 1,23 1,1 1, Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Ac 1,3 1,5 1,38 1,36 1,28 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 ??

Приложение Криоскопические, эбуллиоскопические константы, температуры плавления и кипения некоторых растворителей Растворитель К Е tпл tкип Ацетон –94, 2,4 1,48 56, Бензол 5,1 5,4 2,57 80, Вода 1,85 0 0,516 Уксусная кис 3,9 16,65 3,07 118, лота Спирт – –114,15 1,2 78, этиловый Эфир – –116,3 2,16 35, диэтиловый Циклогексан 20,2 6,2 2,75 81, Приложение Стандартные электродные потенциалы Окислительно- Окислительно Е0, В Е0, В восстановительная система восстановительная система NO3–/NO2– Cu2+/Cu (к) Азот Медь +0,01 +0, N2/2NH4+ AsO43–/As3+ Мышьяк +0,26 +0, NO3–/NO2 (г) Na+/Na (к) Натрий –2, +0, NO3–/N2O (г) Ni2+/Ni (к) Никель –0, +0, NO/NH4+ Nb3+/Nb Ниобий –1, +0, NO3–/NH4+ Sn2+/Sn (к) Олово –0, +0, NO3–/NO (г) Sn4+/Sn +0,96 +0, NO2–/NO (г) Os2+/Os Осмий +1,00 +0, 2NO3–/N2 (г) Pb2+/Pb (к) Свинец –0, +1, Al3+/Al (к) PbO2 (к)/Pb2+ Алюминий –1,66 +1, Ва2+/Ва Pd2+/Pd Барий –2,91 Палладий +0, Ве2+/Ве [PtCl6]2–/Pt (к) Бериллий –1,85 Платина +0, Br2 (ж)/2Br – Pt2+/Pt (к) Бром +1,07 +1, BrO3–/Br – Rh3+/Rh Родий +1,44 +0, 2Н+/Н2 Hg2+/Hg Водород Ртуть 0,00 +0, V2+/V Ru2+/Ru Ванадий –1,18 Рутений +0, Bi3+/Bi S/S2 Висмут Сера +0,22 -0. Ga3+/Ga SO42–/SO32– Галлий –0,56 –0, Fe2+/Fe (к) Железо –0,44 S (к)/H2S (г) +0, Fe3+/Fe (к) SO42–/SO –0,04 +0, Fe3+/Fe2+ (к) SO42–/Н2S (г) +0,77 +0, [AuCl4] –/Au (к) SO42–/S (к) Золото +0,95 +0, Au3+/Au (к) SO32–/S (к) +1,50 +0, In3+/In Ag+/Ag (к) Индий –0,34 Серебро +0, Ir3+/Ir Tl+/Tl Ирридий Таллий –0, +1, I2/2I – Ti2+/Ti Йод Титан –1, +0, 2IO3–/I2 TeO42–/TeO32– Теллур +1,19 +0, Cd2+/Cd (к) PO43–/P Кадмий –0,40 Фосфор –0, PO43–/PO3– К+/К (к) Калий –2,92 –0, Cа2+/Cа (к) Кальций –2,87 P/PH3 +0, СlO3–/Cl Кислород О2/Н2О2 Хлор +0,68 +0, Cl2 (г)/2Cl– О2/2Н2О +1,23 +1, ClO4–/Cl– Cо2+/Cо (к) Кобальт –0,28 +1, ClO3–/Cl– Li+/Li (к) Литий –3,04 +1, Mg2+/Mg (к) CrO42-/Cr(OH) Магний –2,36 Хром -0, Mn2+/Mn (к) Cr3+/Cr (к) Марганец –1,18 –0, MnO4–/MnO2 (к) Cr2O72–/2Cr3+ +0,60 +1, MnO4–/Mn2+ CrO42-/Cr3+ +1,51 +1, Zn2+/Zn Цинк –0, Zr4+/Zr Цирконий –1, ОГЛАВЛЕНИЕ Задание 1. Термохимия. Элементы химической термодинамики Задание 2. Скорость химической реакции. Химическое равновесие Задание 3. Строение атома. Химическая связь Задание 4. Общая характеристика растворов Задание 5. Электролитическая диссоциация Задание 6. Комплексные соединения Задание 7. Коллоидные растворы Задание 8. Окислительно-восстановительные реакции Задание 9. Гальванические элементы Задание 10. Электролиз Задание 11. Коррозия металлов Библиографический список Приложения Учебное издание ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Варианты заданий для самостоятельной работы Издание третье, дополненное Составители: ВИНОКУРОВА Раиса Ибрагимовна ВИНОКУРОВ Александр Иванович КРАШЕНИННИКОВА Надежда Геннадьевна ТАРАСЕНКО Елена Витальевна ТЕРЕХОВА Тамара Степановна ФОМИНЫХ Валентина Леонидовна ЦИБУЛЯ Людмила Вячеславовна Редактор Л. С. Емельянова Компьютерная верстка С. А. Рябинина Подписано в печать 25.02.11. Формат 6084 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,14.

Тираж 320 экз. Заказ № 4534.

Марийский государственный технический университет 424024 Йошкар-Ола, пл. Ленина, Редакционно-издательский центр Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова,

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.