Результати вимірів записують в таблицю 1.1 і будують графік залежності радіусу захисної дії металу від концентрації розчину електроліту. Визначають максимальний радіус протекторної дії.

Таблиця 1.1 – Радіус захисної дії протектора

Питання на самостійну підготовку

1. Електродні потенціали. Ряд електрохімічних потенціалів металів.

2. Рівняння Нернста.

3. Гальванічний елемент. Напруга гальванічного елемента.

4. Корозія металів.

Зразок картки контролю знань

1. Які процеси протікають на металічних поверхнях двох контактуючих металів Zn / Fe, занурених:

а) у воду, насичену повітрям;

б) в слабокислий розчин;

в) в слаболужний розчин?

2. Обчисліть електродні потенціали нікелю в розчині його солі при концентраціях йона Ni ²⁺ 0.01 і0.005 моль/л і напругу елемента, складеного з цих двох напівелементів при температурі 298 К.

Література

[1] ст. 34-45, [2] ст. 8-38, 40-61

Лабораторна робота № 2

Водневий показник водних розчинів

Мета роботи: ознайомитись з методикою визначення рН водних розчинів електролітів.

Прилади і матеріали:

5. Колби конічні на 50 см³ – 5 шт.;

6. Піпетка на 10 см³ – 1 шт.;

7. Мірна колба на 100 см³ – 1 шт.;

8. 0,1 М розчин НСl;

9. рН -метр.

Теоретична частина

Часто на дні нафтопроводів після тривалої експлуатації нагромаджується рідина з кислою реакцією. Її кількість потрібно постійно контролювати, оскільки вона посилює корозію повхні металу. Особливо швидко критичні параметри досягаються при підвищеномі вмісті Н₂S і CO₂ в продуктах перекачки. Тому найдоцільніше проводити регулярні заміри рН рідини, що нагромаджується в технологічних ємностях при транспортуванні газу та нафтопродуктів.

На установках зневоднення та знесолення нафти інколи доводиться вимірювати рН відділеної від нафти води. Тут величина рН показує ступінь знесолення нафти. рН -метр використовується при вивченні питання генезису нафти. Навіть дуже очищена вода володіє деякою електропровідністю. При 25ºС питома електропровідність її складає 6,3∙10^-8Ом^-1·см^-1.

Отже, молекули води дисоціюють за рівнянням:

2Н₂О ↔ Н₃О⁺+ОН^-

В спрощеному вигляді:

Н₂О ↔ Н⁺+ ОН^-

Застосувавши до дисоціації води закон діючих мас, одержуємо константну її дисоціації:

,

де а – активності відповідних йонів, що виражають ефективну концентрацію будь-якого йону і є функцією його концентрації в розчині:

а = f·с,

де с – аналітична концентрація відповідних йонів;

f – коефіцієнт активності.

У розведених розчинах, де с → 0, f → 1 і, отже, a → с; в концентрованих розчинах f < 1.

Дебаєм і Гюккелем розроблено метод розрахунку f. Для розбавленого розчину бінарного електроліту:

lg f = − 0,51· Z ² ,

де Z – заряд йону, для якого розраховується f;

І – йонна сила розчину, що враховує присутність всіх речовин в розчині, які зазнають дисоціації.

Йонна сила І розраховується як півсума концентрації всіх йонів, помножених на квадрат їх заряду:

І = 0,5 ∑ С_і·Z_i ²

Ступінь дисоціації води дуже малий, тому активність води можна вважати сталою величиною. Запишемо вираз для К_{дис .} наступним чином:

де К_w – йонний добуток води, який залежить від температури (табл. 2.1).

Таблиця 2.1 − Залежність величини

Йонного добутку води від температури

В дистильованій воді

Для спрощення способу вираження концентрації йонів Гідрогену Зеренсен у 1909 році ввів величину, що є від’ємним десятковим логарифмом їх активності. Ця величина позначається рН (пе – аш) і називається водневим показником:

рН = − lg .

Аналогічно для йонів ОН^-

рОН = – lg .

Прологарифмуємо вираз для йонного добутку води

(− lg ) + (– lg ) = − lg K_w

За стандартних умов (Т = 298 К)

рН + рОН = 14

Розглянемо розрахунок рН для розчинів сильних та слабких кислот і основ.

Оскільки ступінь дисоціації сильних електролітів α→ 1, можемо записати:

а) для сильних кислот:

Н_nАn ↔ n H⁺ + Аn^n–.

pH = – lg

б) для сильних основ:

Kat(OH)_n ↔ Katⁿ⁺ + n OH^–

pH = – lg

Для слабких кислот та основ . Оскільки ступінь дисоціації тут дуже малий, можна вважати що багатоосновні кислоти (багатокислотні основи) дисоціюють лише по першому ступеню, тобто ведуть себе як одноосновні (однокислотні).

Тоді, з урахуванням вищенаведеного, матимемо:

а) для слабких кислот

,

,

б) для слабких основ

,

,

,

,

,

.

Хід роботи

Використовуючи формули для розрахунку рН сильного електроліту, обчислюємо і рН для розчинів хлоридної кислоти концентрацій 10^-1, 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^-5 моль/дм³ і дані заносимо в таблицю 2.2

Таблиця 2.2 − Залежність рН (HCl) від

C (HCl), моль/дм3			рНтеор	рНексп
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5

Виходячи з 0,1 М розчину хлоридної кислоти, готуємо 0,01; 0,001; 0,0001 та 0,00001 М розчини наступним чином:

1. Наливаємо 0,1 М розчин НСl в конічну колбу №1;

2. Піпеткою відбираємо 10 см³ розчину кислоти;

3. Переносимо в мірну колбу на 100 см³;

4. Доливаємо дистильованої води до мітки;

5. Перемішуємо вміст колби і переносимо одержаний розчин в конічну колбу з наступним порядковим номером.

6. Повторюємо пп.. 2-5, використовуючи як вихідні розчини №2, 3, 4 відповідно.

За допомогою цифрового рН -метра проводимо визначення величини водневого показника приготованих розчинів, рухаючись в сторону збільшення їх концентрації і витримуючи рН -метр в кожному розчині не менше
3 хв. Заносимо одержані результати в табл. 2. Будуємо графічні залежності рН_теор = f(C _HCl); рН_експ = f (C _HCl) у напівлогарифмічній системі координат.

Питання на самостійну підготовку

1. Дисоціація кислот та основ. Константа дисоціації, ступінь дисоціації.
2. Сильні і слабкі електроліти.
3. Йонна сила. Активність. Коефіцієнт активності.
4. Йонний добуток води. Поняття про рН.
5. Розрахунок рН сильних та слабких кислот і основ.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: