Хімія як наука

Відповідь: 1,3.

425. Розрахувати рОН 0,8% водного розчину гідроксиду натрію. Вважати густину розчину рівною 1 г/мл.

Відповідь: 0,7.

426. Знайти рН 0,001 М водного розчину гідроксиду калію.

Відповідь: 11,0.

427. Визначити рН розчину, концентрація іонів водню в якому дорівнює 5·10 ^{- 6} моль/л.

Відповідь: 5,3.

428. Розрахувати концентрацію гідроксид-іонів, якщо рН водного розчину дорівнює 4.

Відповідь: 10^-10 моль/л.

429. Знайти концентрацію розчину гідроксиду натрію, якщо рН дорівнює 12.

Відповідь: 10^-2 моль/л.

430. Визначити концентрацію іонів водню і рН, якщо рОН водного розчину дорівнює 9.

Відповідь: 10^-5 моль/л.

431. Розрахувати концентрацію водного розчину азотної кислоти, якщо рН=3.

Відповідь: 10^-3 моль/л.

432. Знайти рН розчину, в якому концентрація гідроксид-іонів становить 10^-9 моль/л.

Відповідь: 5.

433. Як зміниться рН 0,4 М водного розчину хлороводневої кислоти, якщо його розвести водою вдвічі?

Відповідь: зростає на 0,3.

434. Скільки грамів гідроксиду калію міститься в 10 л розчину, рН якого дорівнює 10?

Відповідь: 0,056 г.

435. Визначити рН 0,56%-го водного розчину гідроксиду калію. Густину розчину вважати рівною 1 г/мл.

Відповідь: 13.

436. Розрахувати рН 0,001 М водного розчину хлороводневої кислоти.

Відповідь: 3.

437. Знайти рН 0,5 М водного розчину гідроксиду амонію, якщо константа дисоціації = 1,77·10^-5.

Відповідь: 11,5.

438. Визначити рН 0,02 М водного розчину оцтової кислоти, якщо константа дисоціації = 1,79·10^-5.

Відповідь: 3,2.

439. Розрахувати рН 0,1 М водного розчину азотистої кислоти, якщо константа дисоціації = 6,9·10^-4.

Відповідь: 2,1.

440. Знайти рН 0,2 М водного розчину ціанистоводневої кислоти, якщо константа дисоціації = 5·10^-10.

Відповідь: 5.

441. Скласти іонні та молекулярні рівняння гідролізу солей та . Яке значення рН мають розчини даних солей?

442. Яку реакцію мають розчини солей: ? Відповідь підтвердити відповідними молекулярними та іонними рівняннями реакцій гідролізу.

443. Які з солей - здатні гідролізувати? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей. Яке значення рН мають розчини цих солей?

444. При змішуванні розчинів та утворюється осад та виділяється газ. Пояснити причину та скласти відповідні рівняння в молекулярній та іонній формах.

445. У результаті гідролізу яких з перелічених солей: утворюються основні солі? Скласти відповідні молекулярні та іонні рівняння гідролізу солей. Визначити реакцію середовища.

446. У результаті гідролізу яких з перелічених солей: утворюються основні солі? Відповідь підтвердити відповідними молекулярними та іонними рівняннями гідролізу солей. Визначити реакцію середовища.

447. При змішуванні розчинів і кожна з солей гідролізує необоротно до кінця з утворенням відповідних основи і кислоти. Виразити цей гідроліз молекулярними та іонними рівняннями реакцій.

448. Які з солей зазнають гідролізу: ? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей. Які значення рН мають розчини даних солей?

449. При змішуванні розчинів та кожна з узятих солей гідролізує необоротно до кінця з утворенням відповідних основи і кислоти. Виразити цей сумісний гідроліз молекулярними та іонними рівняннями.

450. Яке значення рН мають розчини солей: ? Скласти іонні та молекулярні рівняння гідролізу цих солей.

451. До розчину солі додали наступні речовини: . В яких випадках гідроліз карбонату натрію посилюється? Чому? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей.

452. До розчину додали наступні речовини: . В яких випадках гідроліз хлориду заліза (III) посилюється? Чому? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей.

453. Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу солей і . Яке значення рН мають розчини цих солей?

454. При змішуванні розчинів та випадає осад основної солі та виділяється газ. Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу.

455. Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу солей: і . Яке значення рН мають розчини цих солей?

456. Яке значення рН мають розчини солей: ? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу даних солей.

457. До розчину додали наступні речовини: . В яких випадках гідроліз хлориду цинку посилюється? Чому? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей.

458. При змішуванні розчинів та кожна з узятих речовин гідролізує необоротно до кінця з утворенням відповідних основи та кислоти. Виразити цей сумісний гідроліз молекулярними та іонними рівняннями.

459. Які з солей здатні гідролізувати? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу відповідних солей. Яке значення рН мають розчини даних солей?

460. Яке значення рН мають розчини солей: ? Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу даних солей.

8. Будова атома

Основні поняття та визначення

Атом	- електронейтральна частинка, яка складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів.
Атомне ядро	-часточка, яка розташована в центрі атома і складається з протонів, які мають позитивний заряд і електронейтральних нейтронів.
Масове число	- сума протонів (Z) і нейтронів (N), які входять до складу ядра: .
Елемент	- сукупність атомів з однаковим зарядом ядра.
Атомна орбіталь (АО)	- простір навколо ядра, в якому перебування електрона є найбільш ймовірним.
Квантові числа	- характеристики стану електрона в атомі.
Енергетичний рівень	- стан електрона в атомі, який характеризується певним значенням головного квантового числа n.
Енергетичний підрівень	- стан електрона в атомі, який характеризується певними значеннями квантових чисел n і l.
Основний стан атома	- стан атома з найменшою енергією; електрон в основному стані зв'язаний з ядром найміцніше.
Збуджений стан атома	- стан атома з більш високим рівнем енергії; при збудженні атома зв'язок електрона з ядром послаблюється аж до відриву.
Валентні електрони	- електрони, які приймають участь в утворенні хімічних зв'язків.
Електронна формула	- умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях.
Послідовність заповнення енергетичних рівней і підрівней

Приклади розв'язання задач

Приклад 1. Скласти електронну і електронографічну формули скандію.

Розв'язання. Електронна формула атома - це умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях.

Для складання електронних формул слід використовувати чотири правила за якими утворюються електронні оболонки атомів: принцип найменшої енергії, принцип Паулі, правило Клечковського, правило Гунда.

Загальна кількість електронів в атомі чисельно дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі. Оскільки порядковий номер Sc дорівнює 21, то його електронна формула має вигляд:



Велика цифра вказує номер енергетичного рівня, літери s, p, d - енергетичний підрівень. Маленька цифра над літерою праворуч показує число електронів на цьому підрівні.

Для наочного зображення розподілу електронів в атомі використовують електронографічні формули. При цьому атомну орбіталь зображують у вигляді клітинки (енергетичної комірки) , електрон на орбіталі позначають стрілкою в енергетичній комірці ^v. Рівні розташовують один над одним відповідно до зміни енергії.

Тобто, електронографічна формула атома Sc має вигляд:

4	^v
					^
		^v	^v	^v
3	^v						d
		^v	^v	^v
2	^v
			p
1	^v
	s

Приклад 2. Скласти електронні формули іонів .

Розв'язання. Катіон відрізняється від нейтрального атома тим, що він віддав з останнього рівня 2 електрони:



Іон відрізняється від нейтрального атома тим, що він прийняв на останній рівень 1 електрон:

.

Контрольні завдання

461. Написати електронні формули атомів елементів з порядковими номерами 9 і 28.

462. Написати електронні формули атомів фосфору та ванадію.

463. Яке максимальне число електронів може бути на 1, 2, 3, 4 - му рівнях енергії в атомі? Скільки електронів максимально може знаходитися на підрівнях? Чому? Сформулювати принцип Паулі.

464. Скільки і електронів у атомах елементів № 17, 22?

465. Скільки і електронів у атомах елементів № 28, 42? Чому на одній орбіталі може знаходитися не більше двох електронів?

466. Скільки вільних р - орбіталей у атомах елементів № 6, 13, 15?

467. Які орбіталі атома заповнюються електронами раніше: 4s чи 3d; 5s чи 4p? Чому? Скласти електронну формулу атома елемента з порядковим номером 23.

468. Скільки і які значення приймає магнітне квантове число у таких випадках:

а) l= l, l=3? Відповідь обґрунтувати.

469. Атомам яких елементів і яким станам (нормальному або збудженому) відповідають електронні формули:



470. Скласти електронні формули: а) атома стронцію; б) іона хрома ; в) іона хлору :

471. Скласти електронні формули: а) атома заліза; б) іона сірки ; в) іона міді .

472. Яке квантове число характеризує форму атомних орбіталей? Вказати максимальне число електронів на орбіталях: а) р; б) d; в) f.

473. Розташувати атомні орбіталі: 4s, 3d, 4d, 5s, 4р у порядку зростання їхньої енергії. Відповідь обґрунтувати.

474. Які значення може мати головне квантове число n? В якому випадку електрон має найбільшу і найменшу енергію?

475. Які властивості електрона характеризує спінове квантове число? Чому дорівнює сумарний спін для п'яти електронів на d- орбіталях?

476. Атом має набір повністю заповнених орбіталей: . Навести розподіл електронів за квантовими комірками і вказати, з атомів якого елемента складається проста речовина?

477. Скласти електронні формули і показати, що іони і мають однакову кількість електронів.

478. Які елементи називають елементами? Яка різниця між хімічними та фізичними властивостями цих елементів?

479. Виходячи з електронної будови атомів кисню і сірки пояснити, чому сірка може бути шестивалентною, а кисень не більш ніж двохвалентний.

480. Написати електронну формулу атома елемента, в якого електрони зовнішнього енергетичного рівня мають квантові числа: ±Ѕ.



9. Періодична система елементів Д.І. Менделєєва

Приклади розв'язання задач

Приклад 1. На основі електронної формули елемента з порядковим номером 23 визначити, в якому періоді, групі та підгрупі він знаходиться та його основні хімічні властивості.

Розв'язання. Електронна оболонка атома з порядковим номером 23 має вигляд: .

Елемент з порядковим номером 23 знаходиться в IV періоді, бо містить 4 енергетичні рівні; належить до d-елементів, тому що останнім заповнюється d-підрівень; у п'ятій групі, оскільки для d-елементів номер групи визначається числом електронів на зовнішньому s-підрівні та передзовнішньому d-підрівні; в побічній підгрупі, бо всі d-елементи утворюють побічні підгрупи. Цей елемент- ванадій (V).

Атом ванадію може легко віддавати 2 електрони, які розташовані на 4s- підрівні, виявляючи ступінь окиснення +2. При цьому він утворює оксид VO та гідроксид , що мають основні властивості. Газоподібних водневих сполук ванадій не утворює, бо знаходиться в побічній підгрупі.

Атом ванадію може також віддавати електрони з d- підрівня передостаннього енергетичного рівня (3 електрони) , виявляючи найвищий ступінь окиснення +5 (чисельно він дорівнює номеру групи, в якій знаходиться елемент). Оксид, що відповідає найвищому ступеню окиснення, має формулу . Цей оксид виявляє кислотні властивості. Йому відповідає нестійка метаванадієва кислота , її солі, ванадати, стійкі сполуки.

Приклад 2. Який з елементів, літій чи калій, виявляє більш виражені металічні властивості?

Розв'язання. Будови електронних оболонок атомів літію і калію мають вигляд:



Обидва атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по одному електрону. Але в атомі калію зовнішній електрон більш віддалений від ядра (розташований на четвертому енергетичному рівні, а в атомі літію - на другому), тому він легше відривається. Оскільки металічні властивості обумовлені здатністю віддавати електрони, вони сильніше виражені в калію.

Приклад 3. Визначити найвищий і найнижчий ступені окиснення брому. Скласти формули сполук брому, що відповідають даним ступеням окиснення.

Розв'язання. Найвищий ступінь окиснення елемента визначається номером групи періодичної системи елементів, в якій він знаходиться. Найнижчий ступінь окиснення відповідає умовному заряду, який матиме атом, якщо приєднає електрони, що необхідні для утворення стійкої восьмиелектронної оболонки ().

Бром знаходиться в VII групі та має структуру зовнішнього енергетичного рівня . Тому для нього найвищий ступінь окиснення +7, а найнижчий -1, їм відповідають сполуки та .

Приклад 4. Які сполуки з воднем утворюють елементи головної підгрупи VI групи? Визначити найбільш і найменш стійкі з них.

Розв'язання. Елементи головної підгрупи VI групи є р-елементами. Їхні атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по 6 електронів: . Тому в сполуках з воднем вони виявляють ступінь окиснення -2. Формули відповідних сполук: .

Із зростанням порядкового номера елемента (від кисню до полонію) збільшується радіус атома, що обумовлює зменшення міцності сполуки з воднем. Таким чином, найбільш стійкою сполукою є , а найменш стійкою - .

Приклад 5. У якого з елементів четвертого періоду, марганцю чи брому, сильніше виражені металічні властивості?

Розв'язання. Марганець - d-елемент VII групи, а бром - р-елемент VII групи. На зовнішньому енергетичному рівні атома марганцю міститься 2 електрони, атома брому - сім. Атоми типових металів характеризуються наявністю невеликої кількості електронів на зовнішньому енергетичному рівні і, відповідно, здатністю легко втрачати ці електрони. Вони мають лише відновні властивості та не утворюють елементарних негативних іонів.

Елементи, атоми яких на зовнішньому енергетичному рівні містять більше трьох електронів, характеризуються певною спорідненістю до електрона, відповідно, можуть мати негативний ступінь окиснення і навіть утворювати елементарні негативні іони. Таким чином, марганець, як і всі метали, виявляє лише відновні властивості. Бром виявляє слабкі відновні властивості, для нього більш характерні окисні функції. Загальною закономірністю для всіх груп, що містять р- і d- елементи, є перевага металічних властивостей у d- елементів. Отже, металічні властивості більше виражені в марганцю, ніж у брому.

Контрольні завдання

481. Який зв'язок існує між електронною будовою атомів та розташуванням їх у періодичній системі Д.І. Менделєєва?

482. На основі електронної формули елемента з порядковим номером 17 визначити його положення в періодичній системі елементів і описати хімічні властивості.

483. Який елемент четвертого періоду періодичної системи Д.І. Менделєєва є найтиповішим металом? Чому?

484. Написати формули водневих і вищих кисневих сполук р-елементів IV групи періодичної системи. Яка зі сполук з воднем є найбільш стійкою і чому?

485. На основі електронної формули визначити положення в періодичній системі та основні властивості елемента з порядковим номером 20.

486. Який з елементів, кальцій чи цинк, виявляє більш виражені металічні властивості? Відповідь обґрунтувати, аналізуючи електронні формули і

487. В якій групі і в якому періоді періодичної системи Д.І.Менделєєва знаходиться елемент з порядковим номером 51? Відповідь обґрунтувати, аналізуючи його електронну формулу.

488. Чому хром та сірка, фосфор та ванадій розташовані в одній групі але в різних підгрупах періодичної системи елементів?

489. Структура валентних електронних шарів атомів елементів виражається формулами: а) б) . Визначити порядковий номер та назву елементів.

490. Скласти формули оксидів та гідроксидів елементів третього періоду періодичної системи, що відповідають їхньому найвищому ступеню окиснення . Як змінюється кислотно-основний характер даних сполук при переході від натрію до хлору? Скласти рівняння, що підтверджують амфотерні властивості гідроксиду алюмінію.

491. Який найвищий та найнижчий ступені окиснення можуть мати кремній та миш'як? Чому? Скласти формули сполук цих елементів, що відповідають даним ступеням окиснення.

492. Чому в сполуках фтор виявляє постійну валентність, а хлор - змінну? Відповідь обґрунтувати, користуючись електронними та електронографічними формулами елементів.

493. Виходячи зі ступенів окиснення атомів сірки в сполуках , , , скласти електронні та електронографічні формули атомів сірки у відповідних валентних станах.

494. Виходячи з положення металу в періодичній системі дати мотивовану відповідь на питання, який з двох гідроксидів сильніша основа: а) чи ; б) чи ?

495. Визначити найнижчі та найвищі ступені окиснення хлору, сірки, азоту та вуглецю. Скласти формули сполук алюмінію з даними елементами у відповідних ступенях окиснення. Назвати ці сполуки.

496. Елемент у періодичній системі має порядковий номер 24. Які властивості виявляють оксиди, що відповідають найнижчому та найвищому ступеням його окиснення? Чи утворює даний елемент газоподібні сполуки з воднем?

497. На прикладі кисневих сполук марганцю вказати, як змінюється характер оксидів та відповідних гідроксидів зі збільшенням ступеню окиснення елементів.

498. Атоми яких елементів четвертого періоду періодичної системи утворюють оксиди , що відповідають їхньому найвищому ступеню окиснення? Скласти формули кислот, що відповідають даним оксидам. Який з цих елементів утворює газоподібну сполуку з воднем?

499. Як змінюються відновні властивості та сила кислот у ряді

500. Структури зовнішнього та передзовнішнього електронних шарів атомів елементів мають наступний вигляд: . Назвати ці елементи. Як змінюються окисні властивості оксидів даних елементів, що відповідають найвищим ступеням їх окиснення?



10. Хімічний зв'язок

Основні поняття та визначення

Хімічний зв'язок	- сукупність взаємодій атомів, що призводять до утворення стійких систем (молекул, комплексів, кристалів та інш.).
Енергія іонізації	- кількість енергії, необхідної для відриву від атома найбільш слабко зв'язаного з ним електрона з утворенням позитивно зарядженого іона.
Спорідненість до електрона (ЕС)	- кількість енергії, яка виділяється або поглинається під час приєднання одного електрона до нейтрального атома з утворенням негативно зарядженого іона.
Електронегативність	- узагальнююча характеристика елемента, яка визначається півсумою енергії іонізації та спорідненості до електрона .
Ковалентний зв'язок	- зв'язок, який згідно з теорією валентних зв'язків, утворюється за рахунок перекриття електронних хмар неспарених електронів взаємодіючих атомів з антипаралельними спінами.
Неполярний ковалентний звязок	- спільна електронна пара в рівній мірі належить взаємодіючим атомам.
Полярний ковалентний зв'язок	- спільна електронна пара зміщена в бік атома з більшою електронегативністю.
Донорно-акцепторний зв'язок	- різновид ковалентного зв'язку, утвореного за рахунок неподіленої електронної пари одного атома (донор) та вільної електронної орбіталі іншого атома (акцептор).
Іонний зв'язок	- зв'язок, утворений при взаємодії атомів, що дуже відрізняються значеннями електронегативностей, у результаті чого утворюються протилежно заряджені іони, які притягуються один до одного.
Металічний зв'язок	- зв'язок, утворений усуспільненими електронами, які переміщаються по всьому об'єму металу.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Користуючись даними таблиці 6 визначити види хімічних зв'язків у молекулах .

Відповідь. До складу молекули входять атоми елементів, відносні електронегативності яких різко відрізняються: для натрію 0,9 а для хлору 3,0. Завдяки цьому атом натрію віддає електрон зовнішнього енергетичного рівня атому хлору, перетворюючись в позитивно заряджений іон, а атом хлору відповідно в негативно заряджений іон. Між ними виникає електростатична взаємодія, тобто в молекулі реалізується іонний зв'язок.

Схематично цей процес можна представити так:

У молекулі реалізується ковалентний полярний зв'язок, оскільки атоми водню і сірки в незначній мірі відрізняються за величинами відносних електронегативностей (ВЕН) (ВЕН_Н=2,1; ВЕН_S=2,5). Спільні електронні пари зміщенні до атома сірки. У молекулі утворюється ковалентний неполярний зв'язок, оскільки молекула складається з атомів одного елемента. Схематично це можна зобразити так:

Приклад 2. У молекулах якої з наведених сполук: - ковалентний зв'язок характеризується найбільшою полярністю?

Розв'язання. Полярність зв'язку між атомами залежить від величин відносних електронегативностей взаємодіючих атомів. Користуючись даними таблиці 6, знаходимо різниці ВЕН: для H-S 2,5-2,1=0,4

для H-O 3-2,1=1,4

для HCl 3-2,1=0,9

Найбільшою полярністю характеризується зв'язок Н-О в молекулі .



Контрольні завдання

501. Користуючись значеннями ВЕН, проаналізувати, як змінюється характер хімічного зв'язку в гідридах лужних металів від літію до цезію.

502. Користуючись значеннями ВЕН, проаналізувати, як змінюється характер хімічного зв'язку в оксидах елементів третього періоду періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва.

503. Який хімічний зв'язок називається ковалентним? Як схематично зобразити утворення ковалентного зв'язку в молекулі ? Чим зумовлюється напрямленість ковалентного зв'язку?

504. Який ковалентний зв'язок називається неполярним і полярним? Яка величина кількісно характеризує полярність зв'язку? Які з наведених молекул є диполями?

505. Як утворюється донорно-акцепторний зв'язок? Які типи хімічних зв'язків в іонах та . Визначити донор і акцептор електронів.

506. Який хімічний зв'язок називається іонним? Які властивості іонного зв'язку відрізняють його від ковалентного? Навести два приклади речовин з іонним зв'язком.

507. Який хімічний зв'язок називається донорно-акцепторним? Розглянути будову комплексів і . Визначити донор і акцептор електронів.

508. Чому інертні гази одноатомні, а атоми водню утворюють молекулу ?

509. Які типи хімічних зв'язків у молекулах ? Вказати, до якого атома зміщується спільна електронна пара.

510. В яких випадках взаємодії двох простих речовин утворюються сполуки з ковалентним зв'язком, а у яких - з іонним:

а) К і в) Ва і д) С і

б) і S г) і ?

511. Скласти хімічні формули іонних сполук, що містять такі пари іонів:

а) Na⁺ і Br ^- б) Ca²⁺ і F ^- в) La ³⁺ і Cl ^-

г) Li⁺ і О^2- д) Ca²⁺ і О^2- е) Al³⁺ і О^2-

512. Користуючись таблицею 6, визначити, в якій з наведених молекул хімічний зв'язок найбільш полярний:

.

513. В якій з наведених сполук: полярність ковалентного зв'язку найменша (див. табл. 6)?

514. Користуючись табл. 6, визначити в якій з наведених сполук полярність хімічного зв'язку найменша: ?

515. Користуючись табл. 6, розмістити сполуки в порядку збільшення полярності хімічного зв'язку: .

516. Користуючись таблицею 6, обчислити різницю відносних електронегативностей обох зв'язків у молекулі і визначити, який зв'язок характеризується більшою полярністю?

517. Які типи хімічних зв'язків в молекулі

518. Визначити характер зв'язків у кристалічних структурах твердих речовин: ; сірка; йод; .

519. Визначити характер зв'язків в молекулах: .

520. Обчислити різницю відносних електронегативностей (табл.. 6 ) наступних пар атомів: і . Який з цих зв'язків характеризується найбільшою полярністю?



11. Окиcно-відновні реакції

Основні поняття та визначення

Окисно-відновні реакції	- реакції, які відбуваються зі зміною ступенів окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.
Ступінь окиснення	- умовний заряд атома в молекулі, розрахований, виходячи з припущення, що молекула складається з іонів.
Окиснення	- процес віддачі електронів атомом, молекулою або іоном: .
Відновлення	- процес приєднання електронів атомом, молекулою або іоном:
Окисники	- атоми, молекули або іони, що приєднують електрони. До них належать сполуки, що містять атоми в найвищому ступені окиснення, наприклад: та ін.
Відновники	- атоми, молекули або іони, що віддають електрони. До них належать сполуки, що містять атоми в найнижчому ступені окиснення, наприклад: та ін.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Виходячи зі ступенів окиснення азоту і марганцю в сполуках: - визначити, які з них можуть бути тільки окисниками, тільки відновниками, а які виявляють як окисні, так і відновні властивості.

Відповідь. В окисно-відновних реакціях відновник віддає електрони (окиснюється ), а окисник приєднує електрони (відновлюється).

Атом в найвищому ступені окиснення не може віддавати електрони і тому виявляє тільки окисні властивості, а в найнижчому ступені окиснення не може приймати електрони і тому виявляє тільки відновні властивості.

Ступені окиснення азоту у вищенаведених сполуках дорівнюють:

-3 (найнижчий) в сполуці ;

+3 (проміжний) в сполуці ;

+5 (найвищий) в сполуці .

Ступені окиснення марганцю дорівнюють:

+4 (проміжний) в сполуці ;

+7 (найвищий) в сполуці .

Тому може бути тільки відновником; і тільки окисниками; і можуть бути як окисниками, так і відновниками, залежно від інших реагентів та умов перебігу реакції.

Приклад 2. Розставити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції

за допомогою методу електронного балансу:

Відповідь. Визначивши ступені окиснення всіх елементів, які входять до складу сполук, знаходимо, що ступені окиснення змінили атоми марганцю (від +7 до +2), та фосфору (від +3 до +5). Для них складаємо електронні схеми та визначаємо коефіцієнти перед окисником і відновником, виходячи з рівності числа відданих та приєднаних електронів:

	2 процес відновлення 5 процес окиснення

Одержані методом електронного балансу коефіцієнти підставимо до відповідних членів у молекулярне рівняння і поступово знайдемо коефіцієнти для калію, сульфат-іонів і води:



Приклад 3. Розставити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції

за допомогою методу електронно-іонного балансу:

Відповідь. Визначивши ступені окиснення всіх елементів, складаємо іонно-електронні схеми процесів окиснення та відновлення, зрівнявши число зарядів у лівій та правій частинах. Для цього додаємо (або віднімаємо) необхідну кількість електронів. Щоб прирівняти кількість електронів в обох напівреакціях, першу з них помножуємо на 2, а другу - на 5.

Складаємо скорочене іонне рівняння реакції, підсумовуючи рівняння процесів окиснення та відновлення

		2 процес відновлення 5 процес окиснення

Одержані коефіцієнти переносимо в молекулярне рівняння

.



Контрольні завдання

521. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

522. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

523. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

524. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

525. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

526. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

527. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

528.Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

529. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

530. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

531. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

532. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

533. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

534. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

535. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

536. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

537. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

538. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

539. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):

540. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками, тільки відновниками та які виявляють окисно-відновну двоїстість (а). Користуючись методом електронного або електронно-іонного балансу, визначити коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції, яка відбувається за схемою (б):



12. Електродні потенціали. Гальванічні елементи

Основні поняття та визначення

Електрохімічні процеси	- процеси, при яких відбуваються перетворення хімічної енергії в електричну і навпаки.
Рівняння Нернста для електродного потенціалу металу	- де - електродний потенціал металу, В; - стандартний електродний потенціал металу, В; - універсальна газова стала; Т - температура, К; n - число електронів, які приймають участь у процесі; F - число Фарадея, Кл/моль; - активність іонів металу.
Рівняння Нернста для розбавлених розчинів при Т=298К	- .
Стандартний потенціал металічного електрода	- електродний потенціал металу, зануреного в розчин власних іонів з активністю (концентрацією) 1 моль/л, виміряний за стандартних умов відносно стандартного водневого електрода.
Гальванічний елемент	- прилад, в якому енергія хімічної окисно-відновної реакції перетворюється на електричну.
Анод	- електрод, на якому відбувається процес окиснення.
Катод	- електрод, на якому відбувається процес відновлення.
Електрорушійна сила гальванічного елемента ЕРС	- ЕРС = , де і - електродні потенціали катода і анода.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Гальванічний елемент складається з пластини цинку, зануреної в 0,1 М розчин нітрату цинку та пластини свинцю, зануреної в 0,02 М розчин нітрату свинцю. Записати схему гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та розрахувати ЕРС елемента.

Розв'язання. Схема даного гальванічного елемента

Вертикальна риска позначає поверхню поділу між металом і розчином, а дві риски - межу поділу двох рідких фаз - пористу перетинку, або з'єднувальну трубку, заповнену розчином електроліту.

Оскільки цинк має менший стандартний електродний потенціал (-0,76 В) (див. табл. 7) він є анодом, на якому відбувається процес окиснення:

Свинець, стандартний потенціал якого -0,13 В - катод, на якому відбувається відновний процес:

Рівняння окисно-відновної реакції, що забезпечує роботу даного гальванічного елемента, одержуємо склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів:

Для визначення ЕРС гальванічного елемента необхідно розрахувати електродні потенціали металів, виходячи з рівняння Нернста:



де n - число електронів, які приймають участь у процесі.

Знаходимо ЕРС гальванічного елемента:

.

Контрольні завдання

541. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов:

[Pb²⁺] = [Mg²⁺] = 0,01 моль/л.

Відповідь: 2,244 В.

542. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Fe²⁺] = 0,001 моль/л

[Zn^2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,293 В.

543. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Pb²⁺] = 0,01 моль/л

[Ni²⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,152 В.

544. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn^2+] = 1 моль/л

[Cu²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 1,01 В.

545. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ag⁺] = [Zn²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 1,59 B.

546. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cd²⁺] = 0,001 моль/л

[Cu²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,77 В.

547. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ni²⁺] = 0,01 моль/л

[Pb²⁺] = 0,0001 моль/л

Відповідь: 0,066 В.

548. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Fe²⁺] = 0,01 моль/л

[Cr³⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,300 В.

549. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn²⁺] = 0,01 моль/л

[Pb²⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,607 В

550. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn²⁺] = 0,001 моль/л

[Cd²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,389 В.

551. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co²⁺] = 0,1 моль/л

[Fe²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,193 В.

552. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cr³⁺] = 0,01 моль/л

[Zn²⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,027 В.

553. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co²⁺] = 0,01 моль/л

[Fe³⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,240 В.

554. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co²⁺] = 0,1 моль/л

[Cu²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,587 В.

555. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn²⁺] = 0,1 моль/л

[Co²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,450 В.

556. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ag⁺] = 0,01 моль/л

[Fe²⁺] = 0,001 моль/л

Відповідь: 1,210 В.

557. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cd²⁺] = 0,8 моль/л

[Cu²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,68 В.

558. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Pb²⁺] = [Mg²⁺] = 0,01 моль/л

Відповідь: 2,244 В.

559. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ni²⁺] = 0,01 моль/л

[Pb²⁺] = 0,0001 моль/л

Відповідь: 0,064 В.

560. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Mg²⁺] = [Zn²⁺] = 1 моль/л

Відповідь: 1,607 В.

13. Корозія металів

Основні поняття та визначення

Корозія	- самочинний процес руйнування металів і сплавів внаслідок фізико-хімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.
Хімічна корозія	- руйнування металу внаслідок взаємодії з середовищем без виникнення в системі електричного струму.
Електрохімічна корозія	- процес руйнування металу в середовищі електроліту, який супроводжується виникненням електрорушійної сили на поверхні поділу фаз і електричного струму всередині системи.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Які продукти утворюються під час корозії цинку, який знаходиться в контакті з кадмієм в нейтральному та кислому середовищах? Написати рівняння реакцій утворення цих продуктів.

Розв'язання. Під час електрохімічної корозії на металі відбуваються одночасно два процеси:

окиснення металу, тобто його розчинення (анодний процес):



;

відновлення окисників - компонентів середовища (катодний процес)

де , Red - відповідно окиснена та відновлена форми речовини.

Окисниками у водних розчинах у кислому середовищі є іони водню Н⁺, у нейтральному та лужному середовищах - розчинений у воді кисень повітря О₂. Отже корозія в кислому середовищі супроводжується таким катодним процесом

.

Катодні процеси під час корозії за участю кисню в нейтральному та лужному середовищах відбуваються за рівнянням:

У наведеному прикладі цинк має більш негативний потенціал (-0,76В), ніж кадмій (-0,40В), тому він буде анодом, а кадмій - катодом.

Анодний процес:

.

Катодний процес:

у кислому середовищі



;

у нейтральному середовищі

.

Оскільки іони з гідроксильною групою утворюють нерозчинний гідроксид, то продуктом корозії буде .

Контрольні завдання

561. Які процеси відбуваються під час електрохімічної корозії, якщо сплав заліза з алюмінієм помістити: а) у кисле середовище; б) у нейтральне середовище?

562. Як відбувається атмосферна корозія лудженого і оцинкованого заліза при руйнуванні покриття? Скласти електронні рівняння катодного і анодного процесів. Які продукти корозії утворюються в цьому випадку?

563. Як відбувається корозія заліза покритого нікелем у лужному та кислому середовищах? Яке це покриття - анодне чи катодне? Чому? Скласти рівняння анодних та катодних процесів цієї корозії. Які продукти корозії при цьому утворюються?

564. Як відбувається корозія алюмінію в контакті з хромом у кислому та лужному середовищах? Скласти рівняння анодних та катодних процесів корозії. Які продукти корозії при цьому утворюються?

565. У розчин соляної кислоти помістили цинкову пластинку, та цинкову пластинку, яка частково покрита міддю. В якому випадку процес корозії відбувається інтенсивніше? Відповідь обґрунтувати.

566. Чому хімічно чисте залізо більш стійке проти корозії, ніж технічне залізо? Скласти електронні рівняння анодного та катодного процесів, що відбуваються під час корозії технічного заліза, що містить домішки олова, у вологому повітрі та кислому середовищі.

567. Залізний виріб покритий цинком. Яке це покриття - анодне чи катодне? Чому? Скласти рівняння катодних та анодних процесів які відбуваються при корозії заліза у вологому повітрі та кислому середовищі.

568. Якщо пластинку з чистого цинку помістити у розбавлену сірчану кислоту, то почнеться виділення водню, яке незабаром майже припиниться. Але якщо доторкнутися до цинку мідною пластинкою, то на мідній пластинці почнеться інтенсивне виділення водню. Поясните це явище. Скласти рівняння анодного і катодного процесів.

569. Як відбувається корозія олова в контакті з алюмінієм у нейтральному і кислому середовищах? Скласти рівняння анодного та катодного процесів.

570. Як відбувається корозія заліза в контакті зі сріблом у нейтральному та кислому середовищах? Скласти рівняння анодного і катодного процесів. Який склад продуктів корозії?

571. Як відбувається корозія магнію в контакті з залізом у кислому і нейтральному розчинах. Скласти рівняння катодного і анодного процесів. Який склад продуктів корозії?

572. Мідь не витісняє водень з розбавлених кислот. Чому? Якщо до мідної пластинки, яка знаходиться в кислоті, доторкнутися цинковою пластинкою, то на мідній пластинці почнеться бурне виділення водню. Пояснити це явище, скласти рівняння катодного і анодного процесів.

573. Які процеси відбуваються під час електрохімічної корозії, якщо сплав заліза з титаном помістити: а) в кисле середовище; б) у нейтральне середовище?

574. Залізний виріб покритий кадмієм. Яке це покриття - анодне чи катодне? Чому? Скласти рівняння катодних і анодних процесів корозії цього виробу при руйнуванні покриття в соляній кислоті та вологому повітрі. Які продукти корозії утворюються в цих випадках?

575. Як відбувається корозія олова в контакті з титаном у нейтральному і кислому середовищах? Скласти рівняння анодного і катодного процесів. Який склад продуктів корозії?

576. Які процеси відбуваються під час електрохімічної корозії, якщо сплав заліза з міддю помістити: а) у кислий розчин; б) у нейтральний розчин? Які продукти при цьому утворюються?

577. Цинкову та свинцеву пластинки помістили в розчин сульфату міді. Скласти електронні та іонно-молекулярні рівняння реакцій, що відбуваються на кожній з цих пластинок. Які процеси будуть відбуватися на пластинках, якщо зовнішні кінці їх з'єднати провідником першого роду?

578. Який метал доцільно вибрати для протекторного захисту від корозії свинцевої оболонки кабелю: цинк, магній чи хром? Чому? Скласти рівняння анодного і катодного процесів атмосферної корозії. Який склад продуктів корозії?

579. Як впливає рН середовища на швидкість корозії заліза і цинку? Чому? Скласти рівняння анодного і катодного процесів атмосферної корозії цих металів.

580. Які методи захисту металів від електрохімічної корозії застосовуються в техніці? Що таке лакування, оксидування, фосфатування?

14. Електроліз

Основні поняття та визначення

Електроліз	- сукупність окисно-відновних процесів, які відбуваються під дією постійного електричного струму на електродах, занурених у розчин або розплав електроліту. На катоді відбувається процес відновлення, а на аноді - окиснення.
Об'єднаний закон Фарадея	- маса речовини, яка виділяється або розкладається на електродах під час електролізу, пропорційна кількості електрики, що проходить через розчин або розплав і не залежить від інших факторів: , де - маса окисненої або відновленої речовини, г; - молярна маса еквівалента речовини, г/моль; - сила струму, А; - час, с; - стала Фарадея, Кл/моль.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Скласти рівняння катодного і анодного процесів, які відбуваються при електролізі водного розчину хлориду міді (II) з графітовими електродами.

Відповідь. У водному розчині хлориду міді (II) відбуваються процеси дисоціації:

На катоді відновлюється найбільш активний окисник з найбільшим значенням електродного потенціалу. У даному випадку можливе відновлення як іонів міді

так і молекул води

Оскільки , то на катоді виділяється саме мідь. На аноді окиснюється найбільш активний відновник з найменшим значенням електродного потенціалу. У даному випадку можливе окиснення як хлорид-іонів , так і молекул води .

Хоч , однак здійснюється саме окиснення хлорид-іону, що обумовлено значною перенапругою другого процесу.

Приклад 2. Написати рівняння процесів, які відбуваються при електролізі водного розчину нітрату цинку з цинковим анодом.

Відповідь. У водному розчині нітрату цинку відбуваються процеси дисоціації:

Стандартний електродний потенціал системи

близький до потенціалу розряду молекул води

.

Тому на катоді відновлюються одночасно і іони цинку і молекули води.

На аноді відбуватиметься процес окиснення металічного цинку (матеріалу електрода), оскільки йому відповідає найменший електродний потенціал порівняно з потенціалами води та іонів .

.



Приклад 3. Скласти рівняння катодного і анодного процесів, які відбуваються при електролізі розплаву суміші солей та з інертним анодом. Яка маса міді виділиться на катоді при проходженні струму силою 4А протягом однієї години?

Розв'язання. У розплаві відбувається дисоціація солей:

На катоді можуть відновлюватися іони міді:

,

і іони натрію:

.

Оскільки , то відновлюватися будуть, в першу чергу, іони міді.

На аноді в першу чергу розряджуються йодид-іони

відповідно до послідовності розрядження аніонів на інертному аноді

Для розрахунку маси міді, яка виділяється на катоді використовуємо об'єднаний закон Фарадея:

.

Оскільки молярна маса еквівалента міді дорівнює (г/моль), то (г).

Контрольні завдання

581. Електроліз розчину проводили при силі струму 5А протягом 3 годин. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на електродах. Яка маса води при цьому розклалася та чому дорівнює об'єм газів (н.у.), які виділилися на катоді і графітовому аноді?

Відповідь: 5,03 г; 6,266 л; 3,133л.

582. Електроліз розчину проводили при силі струму 2А протягом 4 годин. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на електродах. Яка маса срібла виділилась на катоді? Чому дорівнює об'єм газу, який виділився на графітовому аноді?

Відповідь: 32,20 г; 1,67 л.

583. При електролізі розчину з мідними електродами маса катода збільшилася на 10 г. Яку кількість електричного струму пропустили крізь розчин?

Відповідь: 30156 Кл.

584. Скласти рівняння процесів, які відбуваються при електролізі розчину з олов'яним анодом. Як зміниться маса анода при проходженні через електролізер 180 кКл електрики?

Відповідь: на 110,7 г.

585. Визначити молярну масу еквівалента цинку, якщо при пропусканні крізь розчин струму силою 4А протягом 24 хв 30 с на катоді виділилося 2 г цинку.

Відповідь: 32,8 г/моль.

586. Скільки срібла виділиться на катоді при пропусканні крізь розчин струму силою 8А протягом 45 хв?

Відповідь: 24,2 г.

587. Електроліз розчину проводили при силі струму 6 А протягом 2,5 годин. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на вугільних електродах, та розрахувати маси речовин, які виділяються на катоді та аноді.

Відповідь: 0,56 г; 71,0 г.

588. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на вугільних електродах при електролізі розчину . Розрахувати масу міді, яка виділилася на катоді, якщо на аноді утворилося 560 мл газу (н.у.).

Відповідь: 1,588 г.

589. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на графітових електродах при електролізі розчину . Яка маса речовин виділиться на катоді та аноді, якщо електроліз проводити протягом 1 години 36 хв. при силі струму 15 А?

Відповідь: 0,886 г; 70,79 г.

590. Під час електролізу водного розчину гідроксиду калію на катоді виділився водень об'ємом 11,2 л (н.у.). Розрахувати об'єм кисню, який виділився при цьому на аноді. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на катоді та графітовому аноді.

Відповідь: 5,6 л.

591. Після проходження струму силою 6 А протягом 25 хв крізь розчин на катоді виділилося 9,6 г срібла. Визначити вихід срібла (у відсотках від теоретичного).

...