Контрольная работа: Неорганическая химия

Гидратация

В отличие от большинства других жидкостей вода является идеальнымрастворителем для диссоциирующих веществ.В электрическом поле того или иного иона молекулы воды образуют регулярные структуры в соответствии с зарядом иона. Эта гидратная оболочка экранирует ион от ионов противоположного заряда. Вода имеет высокую константу диэлектрической проницаемости (78), т.е. в воде электростатическое притяжение двух противоположно заряженных ионов снижается примерно в 80 раз (1/78). Молекулы воды, находящиеся во внутренней сфере непосредственно около иона, практически иммобилизованы (привязаны к этому иону) и перемещаются вместе с центральным ионом. Хорошо растворимы в воде и нейтральные соединения с несколькими гидроксильными группами, такие, как глицерин или сахара, поскольку они способны образовывать водородные связи с молекулами растворителя.

5. Возникновение тока в гальваническом элементе. Электродвижущая сила. Преимущества и недостатки гальванических элементов

Два металла, погруженные в растворы их солей, соединенные между собой электролитическим ключом, образуют гальванический элемент .

Возникновение электрического тока гальваническом элементе обусловлено разностью электродных потенциалов взятых металлов и сопровождается глубокими химическими превращениями, протекающими на электродах. Покажем это на примере работы медно - цинкового элемента.

На цинковом электроде, опущенном в раствор сульфата цинка, происходит окисление атомов цинка в ионы (растворение цинка):

Zn - 2e = Zn²⁺

электроны при этом поступают во внешнюю цепь. На медном электроде, погруженном в раствор сульфата меди, происходит восстановление ионов металла в атомы:

Cu²⁺ + 2e = Cu

Одновременно часть ионов SO₄ ^2- переходит через “электролитический мостик” в сосуд с раствором сульфата цинка,

Суммарное уравнение процесса получим:

Zn - 2e = Zn^{2 +} анодный процесс

Cu²⁺ + 2e = Cuкатодный процесс

Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu суммарный процесс

Электрод, на котором протекает процесс окисления, называется анодом (в нашем случае цинковый),а электрод, на котором протекает процесс восстановления - катодом (медный). Гальванический элемент можно записать в виде краткой электрохимической схемы:

(-) Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu (+)в ионном виде или

(-) Zn / ZnSO₄ //CuSO₄ / Cu (+) в молекулярном

Обычно анод записывается слева, а катод - справа.

Необходимым условием работы гальванического элемента возникновение разности потенциалов на его электродах.

При вычислении напряжения гальванического элемента принято потенциал с меньшей алгебраической величиной вычитать из потенциала с большей алгебраической величиной; другими словами, из потенциала положительного полюса (катода) вычитать потенциал отрицательного (анода)

x = j^o _катод - j^o _анод

Напряжение медно - цинкового гальванического элемента определяется

x = j ^o _{Cu /Cu} 2+ - j^o _Zn/Zn 2+= (+0,34) - ( - 0,76 ) = +1,10 в

Положительный знак напряжения определяет направление самопроизвольного протекания реакции слева направо. Как известно, движущей силой химической реакции является убыль энергии Гиббса. Для реакций, осуществляемых в условиях гальванического элемента, работа, производимая системой, равна работе электрического тока:

A = IUt = QU

где I - ток в цепи;

U - падение напряжения;

t - время;

Q- количество электричества