ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. Оборудование:электролизеры, зарядные устройства, электроды
Оборудование:электролизеры, зарядные устройства, электроды, набор проводов, растворы электролитов.
Получение продуктов на катоде и аноде Цель работы: ознакомиться с процессом электролиза, с катодными и анодными реакциями Задание: провести электролиз водного 1М раствора KI на графитовых электродах. Схема установки представлена на рисунке 8.2.
Рисунок 8.2 Установка для электролиза водного раствора KI: 1 – U-образная трубка с раствором KI; 2 – катод; 3 - анод; 4 – зарядное устройство. Соберите установку в соответствии с рисунком 2. Графитовые стержни должны быть погружены в раствор электролита, но между поверхностью жидкости и резиновой пробкой должно быть свободное пространство. В прикатодное пространство капнуть 1-2 капли фенолфталеина. Внимание! Включать установку в сеть только в присутствии преподавателя или лаборанта. Перечислите письменно, какие процессы в принципе могут протекать на катоде и аноде в данной системе. Опишите свои наблюдения: какие цветовые изменения происходят в прикатодном и прианодном пространствах и почему? Какие вещества образуются при электролизе и дают такую окраску? Сделайте вывод, какой процесс идет на катоде и какой процесс идет на аноде. Гальванотехника Цель работы: получение электролитического медного или цинкового покрытия в заданных условиях, определение выхода металла по току и толщины полученного покрытия Электролизер для получения гальванических покрытий представляет собой фарфоровый стакан ёмкостью 400 мл (рис. 8.3).
Рисунок 8.3. Установка для получения металлических покрытий: 1 – электролизер с электролитом; 2 – аноды; 3 - катод; 4 – зарядное устройство. В процессе цинкования используются катоды из оцинкованного железа, в процессе меднения используются катоды из меди или латуни. В зависимости от вида наносимого покрытия применяют аноды из чистого цинка или меди. Центральный электрод – катод, подключается к « - » источника тока. По краям – два анода, подключаются к «+» источника тока. Крышка с закреплёнными электродами одевается на электролизёр. Составы используемых электролитов: цинкование – 430 г/л ZnSO4∙7H2O + 30 г/л Al2(SO4)3∙18 H2O + 50 г/л Na2SO4∙10∙H2O, рН = 3,5 ÷ 4,5. Рабочая плотность тока 3 ÷ 7 А/дм2. меднение – 250 г/л Cu SO4 ∙5H2O + 50 г/л H2SO4 + 50 г/л C2H5OH. Рабочая плотность тока 0,5 ÷ 1,5 А/дм2. Для выполнения задания необходимо: 1. Отберите нужные в соответствии с заданным видом покрытия электроды. Определите размеры катода и рассчитать его площадь, рабочими считаются обе стороны катода. 2. Зачистите электроды наждачной бумагой, обезжирьте катод с помощью кисточки, смоченной спиртоэфирной смесью (1:1). После обезжиривания электрод необходимо держать за токоподвод, не касаясь пальцами его поверхности. 3. Просушите катод на воздухе в течение 2-3 минут и взвесьте с точностью ±0,01 г. 4. Рассчитайте силу тока I, необходимую для проведения процесса при заданной преподавателем плотности тока. 5. Соберте электрическую схему установки для электролиза. Покажите её для проверки преподавателю. 6. Введите реостат в положение максимального сопротивления. Заполните электролизёр электролитом, соответствующим виду наносимого покрытия. Катод должен быть полностью погружён в электролит. Включите установку и секундомер, отрегулируйте силу тока до рассчитанного значения. Электролиз ведите в течение времени, указанного преподавателем. 7. После выключения тока катод промойте, высушите и взвесите. Аноды промойте, просушите и зачистите. 8. По результатам взвешиваний катода определите массу выделившегося металла: mпр. = m2 – m1. По объединённому уравнению законов Фарадея определите расчетную массу металла. 9. Рассчитайте выход металла по току. 10. Определите толщину покрытия: , где δ – толщина покрытия, мкм; mпр. – масса выделившегося металла, г; ρ – плотность металла, г/см3; S – площадь катода, дм2. Результаты измерений и расчётов занесите в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 Результаты работы по получению покрытия
Плотность меди ρCu = 8,93 г/см3, ρZn = 7,13 г/см3. Электрополирование Цель работы : проведение электрохимического полирования поверхности металла, определение выхода металла по току и толщины съёма металла. Электролизёр для полирования представляет собой фарфоровый стакан ёмкостью 400 мл (рис. 8.4).
Рисунок 8.4 Установка для электрополирования меди: 1 – электролизер с электролитом; 2 – катоды; 3 - анод; 4 – зарядное устройство. Центральный электрод – анод, подключается к «+» источника тока. По краям – катоды, подключаются к « - » источника тока. Все три электрода медные. Состав электролита: 1000 г/л H3PO4 + 40 мл/л бутилового спирта. Рабочая плотность тока ÷ 50 А/дм2. Для выполнения задания необходимо: 1. Определите размеры анода и рассчитать его рабочую площадь (анод погружать в электролит наполовину, рабочими являются обе стороны). 2. Взвесите анод с точностью ±0,01 г. 3. Рассчитайте силу тока I, необходимую для проведения процесса при заданной плотности тока. 4. Соберите электрическую схему установки для электролиза. Покажите её для проверки преподавателю. 5. Введите реостат в положение максимального сопротивления. Заполните электролизёр электролитом. Включите установку и секундомер, отрегулируйте силу тока до рассчитанного значения. Электролиз ведите в течение 3 минут. 6. После выключения тока анод промойте дистиллированной водой, высушите и взвесьте. Катоды промойте водой, просушите и зачистите. 7. По результатам взвешиваний анода определите массу растворившегося при электрополировании металла: mпр. = m2 – m1. По объединённому уравнению законов Фарадея определите расчетную массу металла. 8. Рассчитайте выход металла по току. 9. Определите толщину съёма металла: , где δ – толщина съёма, мкм; mпр. – масса растворившегося металла, г; ρ – плотность металла, г/см3 (плотность меди ρCu = 8,93 г/см3 ); S – площадь анода, дм2. Результаты измерений и расчётов занесите в таблицу 8.2. Таблица 8.2 Результаты работы по электрополированию меди
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2004. – 557 с. 2. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2007. – 728 с. 3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2006. – 743 с. 4. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл-Пресс, 2004. – 240 с. 5. Лидин Р.А. Задачи по общей и неорганической химии. – М.: Владос, 2004. –383 с. 6. Иванова Т.А., Прохорова В.И. Справочные таблицы к лабораторным, практическим работам по курсу «Химия». – Курган: изд-во КГУ, 1999. – 36 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (443)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |