Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Электрохимия. Гальванические цепи. (Лекция 6.2)

Содержание

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости ЭДС электрохимической цепи от активности анализируемого иона.Потенциометрический метод анализа
Гальванические цепиПотенциометрическое титрование.Направление окислительно-восстановительных процессов.Лектор:   Степанова Ирина Петровна, Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости ЭДС электрохимической цепи от активности анализируемого иона.Потенциометрический метод анализа Потенциометрический метод анализаЭлектрод сравненияИндикаторный электродК потенциометруЭлектрохимические цепи содержат два электрода: электрод определения Потенциометрический метод анализаAgAgClKCl(нас.) Хлорсеребряный электрод – электрод сравненияСхема электрода:Ag, AgCl  KCl(нас.)  Потенциометрический метод анализаСтеклянная мембранаХлорсеребряный электродБуферный раствор Потенциометрический метод анализа  Потенциометрический метод анализа   Виды потенциометрического анализа:- прямая потенциометрия, или ионометрия;- Потенциометрический метод анализа  Техника титрования: заполнение кончика бюретки   Потенциометрическое Потенциометрический метод анализаТехника титрования Потенциометрическое титрованиеVT, мл   Интегральная кривая титрования строится в координатах E Потенциометрическое титрованиеpH pH щелочного раствораpH т.э.   pH кислотного раствора Потенциометрическое титрованиеПостроение интегральной кривой Потенциометрическое титрование В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения H+ ионов. Потенциометрическое титрование  В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения концентрации OH--ионов. Потенциометрическое титрование Потенциометрическое титрование Потенциометрическое титрование18.2 мл 9,1 мл 5.2 Потенциометрический метод анализа   Дифференциальная кривая титрования строится в координатах: ∆Е/∆V Потенциометрический метод анализа   Количественные расчеты производят по закону эквивалентов: Направление окислительно-восстановительных процессовОкислительно-восстановительный процесс будет протекать в нужном направлении при условии, что Направление окислительно-восстановительных процессов Оx(1) + Red(2)    Red(1) + Оx(2) Часто вместо таких полупар рассматривают две полуреакции, в которые включают Направление окислительно-восстановительных процессов  Потенциал электрода, измеренный в стандартных условиях (T= 298K, Направление окислительно-восстановительных процессовОx + Н2     Red + 2Н+ Направление окислительно-восстановительных процессов  Окислительно-восстановительный процесс протекает в прямом направлении до конца Направление окислительно-восстановительных процессовЧем выше значение стандартного электродного потенциала φ0, тем выше у Ряд red-ox потенциалов:		  Полуреакция Направление окислительно-восстановительных процессовНапример:Сd2+ + 2e-       Cd0, Направление окислительно-восстановительных процессовПервая система является системой восстановителя. На этом электроде будет протекать Направление окислительно-восстановительных процессовСуммарное уравнение реакции:Cd0 - 2e- Направление окислительно-восстановительных процессовГальваническая цепь:Cd0  Сd2+    IO3-, H+ Направление окислительно-восстановительных процессовCd2+ (р) + 2e-     Cd (т) Направление окислительно-восстановительных процессов Например:MnO4- + 8H+ + 5e- H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов Солевой мостик H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов H+MnO4-Fe+2Пористый дискНаправление окислительно-восстановительных процессов ВосстановительОкислительe-e-e-e-e-e-АнодКатодНаправление окислительно-восстановительных процессов Направление окислительно-восстановительных процессовПервая система является системой окислителя. На этом электроде будет протекать Направление окислительно-восстановительных процессов Суммарное уравнение реакции: MnO4- + 8H+ + Направление окислительно-восстановительных процессов   В гальванических элементах протекают необратимые реакции: их нельзя перезаряжать и можно использовать К: 2Н2 + ОН– + 4е– = 4Н2ОА: О2 + 2Н2О = Практическое использование гальванических элементов батарейкааккумуляторКатодАнодСепараторАнодЭлект-ролитКатод Источник тока+-Инертные электродыe-e-Батарейка(-)(+) Химические процессы при электролизе расплава хлорида натрия, NaCl?Na+Cl- +-Источник токаNa (l)Электродная полуреакцияЭлектродная полуреакцияЭлектролиз NaClNa+Cl-Cl-Na+Na+Na+ + e- ? Na2Cl- ? Cl2 +-Источник токаe-e-NaCl (l)(-)(+)Катод:Анод:Электролиз NaClNa+Cl-Cl-Cl-Na+Na+Na+ + e- ? Na2Cl- ? Cl2 + 2e- Электродные процессыКатод (-)		ВОССТАНОВЛЕНИЕ   Na+ + e- ? Na Анод (+)		ОКИСЛЕНИЕ		2Cl- БАТАРЕЯ-++++---1,0 M Au+31,0 M Zn+21,0 M Ag+Au+3 + 3e- ? AuZn+2 + Вопросы для самоконтроляСформулируйте правило «правого плюса».Укажите области применения гальванических элементов.В чем сущность БЛАГОДАРЮ ЗА ВАШЕ ВНИМАНИЕ!
Слайды презентации

Слайд 2

Потенциометрический метод анализа
основан на использовании зависимости
ЭДС

Потенциометрический метод анализа основан на использовании зависимости ЭДС электрохимической цепи от активности анализируемого иона.Потенциометрический метод анализа

электрохимической цепи
от активности анализируемого иона.


Потенциометрический метод анализа


Слайд 3 Потенциометрический метод анализа
Электрод сравнения
Индикаторный электрод
К потенциометру
Электрохимические цепи содержат

Потенциометрический метод анализаЭлектрод сравненияИндикаторный электродК потенциометруЭлектрохимические цепи содержат два электрода: электрод

два электрода:
электрод определения
(индикаторный) и электрод
сравнения.


Слайд 4 Потенциометрический метод анализа
Ag
AgCl
KCl(нас.)
Хлорсеребряный электрод –
электрод сравнения

Схема

Потенциометрический метод анализаAgAgClKCl(нас.) Хлорсеребряный электрод – электрод сравненияСхема электрода:Ag, AgCl KCl(нас.)

электрода:
Ag, AgCl KCl(нас.)


Слайд 5  
Потенциометрический метод анализа
Стеклянная мембрана
Хлорсеребряный
электрод
Буферный раствор

 Потенциометрический метод анализаСтеклянная мембранаХлорсеребряный электродБуферный раствор

Слайд 6 Потенциометрический метод анализа
 

Потенциометрический метод анализа 

Слайд 7 Потенциометрический метод анализа
Виды потенциометрического анализа:

-

Потенциометрический метод анализа  Виды потенциометрического анализа:- прямая потенциометрия, или ионометрия;-

прямая потенциометрия, или ионометрия;

- потенциометрическое титрование.
Метод

прямой потенциометрии основан на определении концентрации иона непосредственно по измеренной ЭДС электрохимической цепи.

Слайд 8 Потенциометрический метод анализа
Техника титрования:
заполнение кончика

Потенциометрический метод анализа Техника титрования: заполнение кончика бюретки  Потенциометрическое титрование

бюретки
Потенциометрическое титрование основано на определении точки

эквивалентности по резкому изменению в ней ЭДС электрохимической цепи.


Слайд 9 Потенциометрический метод анализа
Техника титрования

Потенциометрический метод анализаТехника титрования

Слайд 10 Потенциометрическое титрование

VT, мл
Интегральная кривая титрования

Потенциометрическое титрованиеVT, мл  Интегральная кривая титрования строится в координатах E

строится в координатах E – VТ (pH

– VТ). Точка эквивалентности находится в середине скачка титрования.

E

Eт.э.

Т.Э.

Интегральная кривая титрования


Слайд 11 Потенциометрическое титрование
pH pH щелочного раствора


pH т.э.


Потенциометрическое титрованиеpH pH щелочного раствораpH т.э.  pH кислотного раствора

pH кислотного раствора


т.э.




VT, мл

Алкалиметрия


Слайд 12 Потенциометрическое титрование
Построение интегральной кривой

Потенциометрическое титрованиеПостроение интегральной кривой

Слайд 13 Потенциометрическое титрование

В этом диапазоне pH изменяется незначительно

Потенциометрическое титрование В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения H+ ионов.

из-за незначительного изменения H+ ионов.


Слайд 14 Потенциометрическое титрование

В этом диапазоне pH изменяется

Потенциометрическое титрование В этом диапазоне pH изменяется незначительно из-за незначительного изменения концентрации OH--ионов.

незначительно из-за незначительного изменения концентрации OH--ионов.


Слайд 15 Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование

Слайд 16 Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование

Слайд 17 Потенциометрическое титрование
18.2 мл
9,1 мл
5.2

Потенциометрическое титрование18.2 мл 9,1 мл 5.2

Слайд 18 Потенциометрический метод анализа
Дифференциальная кривая титрования

Потенциометрический метод анализа  Дифференциальная кривая титрования строится в координатах: ∆Е/∆V

строится в координатах: ∆Е/∆V - VT. Точка эквивалентности находится

в вершине кривой титрования. Эта кривая дает более точное определение т.э., чем интегральная.

Дифференциальная
кривая титрования

VТ, мл

∆Е/∆V мВ/мл


Слайд 19 Потенциометрический метод анализа
Количественные расчеты производят

Потенциометрический метод анализа  Количественные расчеты производят по закону эквивалентов:

по закону эквивалентов:



Метод потенциометрического титрования

применяют при анализе мутных, загрязненных и окрашенных растворов в смешанных и неводных растворителях.

Слайд 20 Направление окислительно-восстановительных процессов

Окислительно-восстановительный процесс будет протекать в нужном

Направление окислительно-восстановительных процессовОкислительно-восстановительный процесс будет протекать в нужном направлении при условии,

направлении при условии, что разность электродных потенциалов будет положительной.

 


Слайд 21 Направление окислительно-восстановительных процессов
Оx(1) + Red(2)

Направление окислительно-восстановительных процессов Оx(1) + Red(2)  Red(1) + Оx(2) Оx(1)

Red(1) + Оx(2)
Оx(1) + n1e–

Red(1)
Red(2) – n2e– Оx(2)



Ox(1)/Red(1) Оx(2)/Red(2)
φ1 φ 2

Е = φ1 – φ2

Е > 0 →
Е < 0 ←

φ1 - окислительная полупара

φ2 - восстановительная полупара

Окислительно-восстановительную систему можно расчленить на две полупары:


Слайд 22 Часто вместо таких полупар рассматривают две

Часто вместо таких полупар рассматривают две полуреакции, в которые включают

полуреакции, в которые включают не только атомы, изменяющие свою

степень окисления, но и взаимодействующие с ними ионы Н+ и ОН-. Любая полупара, играющая в одной о/в реакции роль окислительной, может в другой реакции играть роль восстановительной.

Направление окислительно-восстановительных процессов


Слайд 23 Направление окислительно-восстановительных процессов
Потенциал электрода, измеренный в

Направление окислительно-восстановительных процессов Потенциал электрода, измеренный в стандартных условиях (T= 298K,

стандартных условиях (T= 298K, P= 1 атм, ап.о.и. =1M)

по отношению к стандартному водородному электроду, называется стандартным или окислительно-восстановительным (φ°).

H+ Pt (H2)

Нормальный
водородный электрод


Слайд 24 Направление окислительно-восстановительных процессов
Оx + Н2

Направление окислительно-восстановительных процессовОx + Н2   Red + 2Н+ Е°

Red + 2Н+
Е° = φ°(Оx/Red) – φ°(Н+/1/2Н2)

= φ°(Оx/Red)

Данные стандартного потенциала полуреакции восстановления φ° приведены в справочниках.

Слайд 25 Направление окислительно-восстановительных процессов
Окислительно-восстановительный процесс протекает в

Направление окислительно-восстановительных процессов Окислительно-восстановительный процесс протекает в прямом направлении до конца

прямом направлении до конца при любых начальных условиях, если

Е > 0,4 В.


Слайд 26 Направление окислительно-восстановительных процессов
Чем выше значение стандартного электродного потенциала

Направление окислительно-восстановительных процессовЧем выше значение стандартного электродного потенциала φ0, тем выше

φ0, тем выше у данной полупары окислительная способность, т.е.

на этом электроде будет протекать процесс восстановления (+ е-). На электроде с более отрицательным значением φ0 протекает процесс окисления (- е-). У такой полупары выше восстановительная способность.

Слайд 27 Ряд red-ox потенциалов:
Полуреакция

Ряд red-ox потенциалов:		 Полуреакция


BrO3− + 5H+ + 4e HBrO + 2H2O 1,45 HBrO + H+ + 2e Br− + H2O 1,33
ClO4− + 8H+ + 8e Cl− + 4H2O 1,3
ClO4− + 4H2O + 8e Cl− + 8OH− 0,56

Повышение восст. способности

Повышение окисл. способности

φ°, В

Направление окислительно-восстановительных процессов


Слайд 28 Направление окислительно-восстановительных процессов
Например:
Сd2+ + 2e-

Направление окислительно-восстановительных процессовНапример:Сd2+ + 2e-    Cd0, IO3- +

Cd0,

IO3- + 6H+ + 6e-

I- + 3Н2О,



Слайд 29 Направление окислительно-восстановительных процессов
Первая система является системой восстановителя. На

Направление окислительно-восстановительных процессовПервая система является системой восстановителя. На этом электроде будет

этом электроде будет протекать процесс отдачи электронов (процесс окисления):

Cd0 - 2e- Сd2+
Вторая система – система окислителя. На этом электроде будет протекать процесс присоединения электронов (процесс восстановления): IO3- + 6H+ + 6e- I- + 3Н2О



Слайд 30 Направление окислительно-восстановительных процессов
Суммарное уравнение реакции:
Cd0 - 2e-

Направление окислительно-восстановительных процессовСуммарное уравнение реакции:Cd0 - 2e-   Сd2+

Сd2+

3
IO3- + 6H+ + 6e- I- + 3Н2О 1
3Cd0 + IO3- + 6H+ 3Сd2+ + I- + 3Н2О

Слайд 31 Направление окислительно-восстановительных процессов
Гальваническая цепь:
Cd0 Сd2+

Направление окислительно-восстановительных процессовГальваническая цепь:Cd0 Сd2+  IO3-, H+ Pt

IO3-, H+ Pt


I-
Е = φ° IO3-/I- - φ° Сd2+/Cd0 = 1,085 – (-0,4) = 1,485 В
Е ˃ 0, процесс возможен.

Слайд 32 Направление окислительно-восстановительных процессов
Cd2+ (р) + 2e-

Направление окислительно-восстановительных процессовCd2+ (р) + 2e-   Cd (т)

Cd (т) φ0 = -0,40

В

Cd2+ - окислитель,
Cr - восстановитель

Aнод (окисление):

Катод (восстановление):

x 2

x 3

Е = -0,40 – (-0,74)

Е = 0,34 В

Cr3+ (р) + 3e- Cr (т) φ0 = -0,74 В

Например:


Слайд 33 Направление окислительно-восстановительных процессов
Например:
MnO4- + 8H+ + 5e-

Направление окислительно-восстановительных процессов Например:MnO4- + 8H+ + 5e-  Mn+2

Mn+2 + 4H2O,
φ0 MnO4-, H+/Mn+2 = 1,51

В
Fe+3 + e- Fe+2, φ0 Fe+3/Fe+2 = 0,77 В


Слайд 34







H+
MnO4-
Fe+2
Направление окислительно-восстановительных процессов

H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 35









H+
MnO4-
Fe+2


Направление окислительно-восстановительных процессов
Солевой мостик

H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов Солевой мостик

Слайд 36









H+
MnO4-
Fe+2



Направление окислительно-восстановительных процессов

H+MnO4-Fe+2Направление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 37











H+
MnO4-
Fe+2


Пористый диск
Направление окислительно-восстановительных процессов

H+MnO4-Fe+2Пористый дискНаправление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 38





Восстановитель
Окислитель
e-



e-
e-
e-
e-
e-
Анод
Катод
Направление окислительно-восстановительных процессов

ВосстановительОкислительe-e-e-e-e-e-АнодКатодНаправление окислительно-восстановительных процессов

Слайд 39 Направление окислительно-восстановительных процессов
Первая система является системой окислителя. На

Направление окислительно-восстановительных процессовПервая система является системой окислителя. На этом электроде будет

этом электроде будет протекать процесс присоединения электронов (процесс восстановления):


MnO4- + 8H+ + 5e- Mn+2 + 4H2O
Вторая система – система восстановителя. На этом электроде будет протекать процесс электронов (процесс окисления):
Fe+2 - e- Fe+3

Слайд 40 Направление окислительно-восстановительных процессов
Суммарное уравнение реакции:
MnO4- + 8H+

Направление окислительно-восстановительных процессов Суммарное уравнение реакции: MnO4- + 8H+ +

+ 5e- → Mn+2 + 4H2O 1
Fe+2

- e- → Fe+3 5
MnO4-+ 8H++ 5Fe+2 → Mn+2 +5Fe+3+4H2O


Слайд 41 Направление окислительно-восстановительных процессов
 

Направление окислительно-восстановительных процессов  

Слайд 42 В гальванических элементах протекают необратимые реакции: их нельзя

В гальванических элементах протекают необратимые реакции: их нельзя перезаряжать и можно

перезаряжать и можно использовать однократно.
Химические источники тока, в

которых протекают обратимые реакции, называют аккумуляторами: их можно перезаряжать и использовать многократно.

Практическое приложение ГЭ


Слайд 43 К: 2Н2 + ОН– + 4е– = 4Н2О
А:

К: 2Н2 + ОН– + 4е– = 4Н2ОА: О2 + 2Н2О

О2 + 2Н2О = 4ОН–+ 4е–
Топливные элементы
е–
Етеор

= 1,229 В

Епракт = 0,7 – 0,9 В


Слайд 44 Практическое использование гальванических элементов
батарейка
аккумулятор
Катод
Анод
Сепаратор
Анод
Элект-ролит
Катод

Практическое использование гальванических элементов батарейкааккумуляторКатодАнодСепараторАнодЭлект-ролитКатод

Слайд 45 Источник
тока



+
-
Инертные
электроды
e-
e-
Батарейка
(-)
(+)

Источник тока+-Инертные электродыe-e-Батарейка(-)(+)

Слайд 46 Химические процессы при электролизе расплава

Химические процессы при электролизе расплава хлорида натрия, NaCl?Na+Cl-

хлорида натрия, NaCl?
Na+
Cl-


Слайд 47

+
-
Источник
тока
Na (l)
Электродная полуреакция

Электродная полуреакция

Электролиз NaCl
Na+
Cl-
Cl-
Na+
Na+
Na+ + e-

+-Источник токаNa (l)Электродная полуреакцияЭлектродная полуреакцияЭлектролиз NaClNa+Cl-Cl-Na+Na+Na+ + e- ? Na2Cl- ?

? Na
2Cl- ? Cl2 + 2e-
Cl2 (г) выделяется

NaCl (l)
(-)
Cl-




(+)





Слайд 48 +
-
Источник
тока

e-
e-
NaCl (l)
(-)
(+)
Катод:
Анод:
Электролиз NaCl
Na+
Cl-
Cl-
Cl-
Na+
Na+


Na+ + e- ? Na
2Cl-

+-Источник токаe-e-NaCl (l)(-)(+)Катод:Анод:Электролиз NaClNa+Cl-Cl-Cl-Na+Na+Na+ + e- ? Na2Cl- ? Cl2 + 2e-

? Cl2 + 2e-


Слайд 49 Электродные процессы
Катод (-)
ВОССТАНОВЛЕНИЕ Na+ + e-

Электродные процессыКатод (-)		ВОССТАНОВЛЕНИЕ  Na+ + e- ? Na Анод (+)		ОКИСЛЕНИЕ		2Cl-

? Na

Анод (+)
ОКИСЛЕНИЕ 2Cl- ? Cl2 + 2e-

Суммарная реакция:
2Na+

+ 2Cl- ? 2Na + Cl2


Слайд 50


БАТАРЕЯ
-
+
+
+
+
-
-
-
1,0 M Au+3
1,0 M Zn+2
1,0 M Ag+
Au+3 +

БАТАРЕЯ-++++---1,0 M Au+31,0 M Zn+21,0 M Ag+Au+3 + 3e- ? AuZn+2

3e- ? Au
Zn+2 + 2e- ? Zn
Ag+ + e-

? Ag

e-

e-

e-

e-


Слайд 51 Вопросы для самоконтроля

Сформулируйте правило «правого плюса».
Укажите области применения

Вопросы для самоконтроляСформулируйте правило «правого плюса».Укажите области применения гальванических элементов.В чем

гальванических элементов.
В чем сущность потенциометрического метода анализа?
Как определяется направление

окислительно-восстановительных процессов?


  • Имя файла: elektrohimiya-galvanicheskie-tsepi-lektsiya-62.pptx
  • Количество просмотров: 129
  • Количество скачиваний: 0