|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Зависимость изменения скорости протекания электролиза от концентрации электролита |
Мыло металлическое "Ликвидатор". 
Крючки с поводками Mikado SSH Fudo "SB Chinu", №4BN, поводок 0,22 мм. Работу выполнил учник 11 “Б” класса Кульпанов Андрей Иванович. Средняя общеобразовательная школа № 35 Муниципальное образовательное учреждение г Нижнего Новгорода г. Нижний Новгород 2003 г. 1. Введение. Английский физик и химик Майкл Фарадей установил законы электролиза, связавшие количество электричества, прошедшее через раствор, с массой и природой растворенного вещества. Он создал количественную электрохимию – раздел химии, изучающий процессы перехода химической энергии в электрическую и обратно. Изучение и практическое применение электрохимических процессов стало возможным после создания гальванических элементов – химических источников постоянного электрического тока. В 1799 г. итальянский физик А. Вольт создал первый химический генератор постоянного тока (“Вольтов столб”). Возможность применения “Вольтова столба” для практических целей сразу же заинтересовала ученых. Английские исследователи У. Нильсон и А. Карлейль первыми использовали его для электролиза растворов солей, щелочей и кислот. В 1800 г. они осуществили разложение воды на кислород и водород. Затем английский химик и физик Г. Деви, проводя электролиз солей щелочных и щелочноземельных металлов, выделил их в чистом виде: в 1807 г. он получил калий и натрий, а в 1808 г. – кальций и магний. Русский исследователь В. В. Петров, который положил начало электрохимическим исследованиям в России, в 1802 г. создал самый большой в то время “Вольтов столб”, состоявший из 2100 медно-цинковых пластинок, и провел ряд важнейших исследований. Так, он впервые использовал электрический ток для получения чистых металлов в результате электровосстановления их оксидов. Исследования Фарадея процессов в растворах электролитов при пропускании через них электрического тока длилось недолго. В 1833 г. он начал их, а уже в 1834 г. закончил. Но за этот короткий срок Фарадей сумел установить основные закономерности явления электролиза, которые стали фундаментом всех современных теоретических воззрений в этой области, а также методов его практического использования. Вся современная терминология, применяющаяся при описании электролиза, была предложена Фарадеем в этот период. Он ввел термины “электрод”, “электролит”, “анод”, “катод”, “ион”, “анион” “катион”, “электролиз”, понятие “диэлектрическая проницаемость”. Фарадей установил, что существует строго соотношение между количеством прошедшем через раствор электролита электричества и количеством выделившегося вещества. Установить эту зависимость стало возможным после того, как Фарадей создал прибор для измерения проходящего через раствор электричества, который он назвал вольтаэлектрометром. Актуальность электролиза объясняется тем, что многие вещества получают именно этим способом. Например, такие металлы как никель, натрий, чистый водород и другие, получают только с помощью этого метода. Кроме того, с его помощью электролиза относительно легко можно получить чистые металлы, массовая доля самого элемента в которых стремиться к ста процентам. В промышленности алюминий и медь в большинстве случаев получают именно электролизом. Преимущество этого способа в относительной дешевизне и простоте.
Однако чтобы производство было наиболее выгодным: с наименьшими затратами электроэнергии и с наибольшим выходом продукции, необходимо учитывать различные факторы, влияющие на количество и качество продуктов электролиза (сила тока, плотность тока, температура электролита, материал электродов и др.). На сегодняшний день большой популярностью пользуются различные предметы, покрытые драгоценными металлами, (позолоченные или посеребренные вещи). К тому же металлические изделия покрывают слоем другого металла электролитическим способом с целью защитить его от коррозии. Таким образом, исследование электрохимических процессов, определение факторов, влияющих на них, установление новых способов использования процессов электролиза в промышленных условиях сохранило свою актуальность и востребованность в наши дни. В реферате мной были определены следующие задачи: -- ознакомление с теоретическими основами электролитических процессов; -- определить влияние различных факторов на качественный и количественный состав продуктов электролиза; -- выделить области практического применения электролиза; -- экспериментально определить влияние качественного состава исходного электролита на состав продуктов электролиза. 2. Теоретические основы электролиза. Законы Фарадея. При прохождении электричества через металлические проводники состав металла не изменяется. Переносчиком электричества, а лих являются «свободные» электроны внешней электронной оболочки. В электролитах свободные электроны отсутствуют, и электричество в них переносится ионами. На границе металл--раствор электронная проводимость меняется на ионную. Такая трансформация проводимости осуществляется электрохимическими реакциями, протекающими на электродах. На катоде электроны переходят на частицы раствора, способные восстанавливаться. На аноде такое же количество электронов освобождается при окислении частиц, содержащихся в растворе, или при переходе вещества анода в виде катионов в раствор. В 1833 г. М. Фарадей установил, что между количеством прошедшего через электролит электричества и количеством выделившихся на электродах веществ существует прямо пропорциональная зависимость. Первый закон Фарадея устанавливает, что количество вещества, которое окисляется на аноде или восстанавливается на катоде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через электролит. Согласно второму закону количество веществ, выделенных на электродах равными количествами электричества, пропорционально их эквивалентным весам. Экспериментальное подтверждение законов Фарадея можно получить, если пропустить определенное количество электричества через последовательно соединенные электролизеры, например, с растворами азотнокислых солей натрия, ртути, меди и серебра, поместив в них электроды из платины. Рис. 1 Опыт подтверждающий закон Фарадея. При этом на анодах во всех четырех ячейках выделится одинаковое количество кислорода, химически эквивалентное количеству водорода, ртути, меди и серебра, выделившихся на катодах. Схематически это можно записать в следующем виде: Первый электролизер. На катоде: В растворе: На аноде: 4H 4e ®4H0 ¬ a O3 ® ¬4OH- - 4e ® 2H2 O O2 4H ® 2 H2 ¬ H OH- ® 4 a O3 6H2O ® 2H2 O2 4 aOH 4H O3 Второй электролизер.
На катоде: В растворе: На аноде: 2Hg2 4e ® 2Hg ¬ Hg2 O3- ® 4OH- - 4e® 2H2O O2 ¬ H OH- ® 2Hg( O3)2 2H2O ® 2Hg O2 4H O3 Третий электролизер. На катоде: В растворе: На аноде: 22 2Cu2 4e ® 2Cu ¬ Cu2 O3- ® 4OH- - 4e ® 2H2O O2 ¬ H OH- ® 2Cu( O3)2 2H2O ® 2Cu O2 4H O3 Четвертый электролизер. На катоде: В растворе: На аноде: 4Аg 4e ® 4Hg ¬ Аg O3- ® 4OH- - 4e ® 2H2O O2 ¬ H OH- ® 4Аg( O3)2 2H2O ® 4Ag O2 4H O3 По второму закону Фарадея на электрохимическое выделение 1 г-экв вещества требуется 96491,4 к. электричества (по углеродной шкале атомных весов), что эквивалентно протеканию 6,02296- 1023 электронов. Количество грамм-эквивалентов выделенного электролизом вещества ( ) можно рассчитать по формуле: = (I )/F (А сек/А сек г-экв-1) где I — сила тока, A; — время, По числу грамм-эквивалентов вещества легко рассчитать его вес в граммах (g) или концентрацию в растворе (в г-экв/л, моль/л, г/л, и.т. д.): g= э = (э I )/F где э — грамм-эквивалент вещества, г. Если, например, в рассматриваемом опыте выделилось 5,6 л кислорода, приведенных к нормальным условиям ( =00C, Р=1 атм.), то водорода должно получиться 11,2л, ртути- 100,315 г, меди — 31,77 г, серебра - 53,90 г . При электролизе может выделиться вещества меньше, чем это следует из закона Фарадея. Причиной такого кажущегося отклонения является одновременное протекание на электроде двух реакций. Например, при электровосстановлении цинка на катоде, кроме цинка, выделяется также и водород. Иногда продукт электролиза вступает во взаимодействие с веществами, содержащимися в растворе, или с веществом электрода. Так, выделяющийся на аноде хлор вступает в реакцию с водой и едким натром, а кислород— с угольным анодом. 3. Электроды. Электродами могут служить многие металлы, графит и некоторые окислы, обладающие электронной или дырочной проводимостью. При прохождении постоянного тока на катоде накапливаются электроны, которые ассимилируются ионами или молекулами, содержащимися в растворе; на аноде ионы, атомы или молекулы отдают электроны. На катоде могут выделяться газообразные, твердые нерастворимые или растворимые в электролите вещества. Водород при электролитическом выделении способен растворяться в некоторых металлах (платина, палладий, железо, никель). Если катодом служат окислы железа, свинца и других металлов, то они восстанавливаются атомарным водородом до свободных металлов. При анодной реакции в первую очередь окисляется вещества с более отрицательным окислительным потенциалом. Если продукты окисления анода нерастворимы, на нем может образоваться пассивирующая окисная или солевая пленка, в результате чего потенциал анода смещается в положительную сторону и становится возможным окисление одного из веществ, содержащихся в растворе. При прохождении переменного тока через электролизер полярность электродов периодически меняется, что приводит к чередованию на одном и том же электроде процессов окисления и восстановления. В этом случае продукты электролиза взаимодействуют между собой или превращаются электрохимическим путем а исходные вещества. Поэтому переменный ток в электролизе не применяется.
Химическая кинетика Скорость химической реакции (v) определяется изменением молярной концентрации реагирующих веществ в единицу времени: где v скорость реакции, с молярная концентрация реагента, t время. Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и условий протекания реакции (температуры, концентрации, присутствия катализатора и т.Pд.) Влияние концентрации. В случае простых реакций скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам. Для реакции где 1 и 2 соответственно направление прямой и обратной реакции: v1 = k1 ‡P[А]mP‡ [В]n и v2 = k2P‡ [C]pP‡ [D]q где v скорость реакции, k константа скорости, [А] молярная концентрация вещества А. Молекулярность реакции число молекул, участвующих в элементарном акте реакции. Для простых реакций, например: mA + nBP рС + qD, молекулярность равна сумме коэффициентов (m + n). Реакции могут быть одномолекулярными, двумолекулярными и редко трехмолекулярными
3. Размеры звезд. Плотность их веществ
5. Зависимость количества лейкоцитов в крови человека от уровня радиации
9. Нормирование предельно допустимых концентраций и предельно допустимых выбросов
10. Электрический ток в жидкостях (электролитах)
11. Электропроводность электролитов
12. Зависимость национального дохода от капитальных затрат. Модель Леонтьева
13. Исследование зависимости конкурентоспособности автоуслуг от стратегии ценообразования
14. Стратегическая модель Портера: стратегии ценового лидерства, дифференциации и концентрации
16. Синтез жанровых форм в романе Б. Пильняка «Соляной амбар»
Столик универсальный "Раскладушка". 
Простыня на резинке "Лимон", 90x200 см. 
Подвесные качели "Кассон". 17. Теорема сложения вероятностей. Закон равномерной плотности вероятностей
18. Особенности ионного переноса в твердом электролите с двумя сортами подвижных катионов
19. Способы борьбы с наркотической зависимостью
20. К вопросу о зависимости к бензодиазепинам
21. Параметры «черных дыр» и природа «темной материи» в двоичной модели распределения плотности вещества
25. Интернет-зависимость - новая форма аддиктивного поведения у подростков
27. Факторы, которые влияют на развитие демократии в Украине
28. Влияние ролевых компьютерных игр на формирование психологической зависимости человека от компьютера
29. Зигзаги карьеры: что влияет на карьерный рост
30. Консультирование компьютерной зависимости.
31. Зависимость от компьютерной виртуальной реальности
Кролик "Bunnies" с магнитами, 9,5 см. 
Глобус "Двойная карта" диаметром 320 мм, с подсветкой. 
Сетка москитная белая. 33. Пристрастие к наркотикам, формирование зависимости
35. Психология и клиника наркологической зависимости
36. Проблемы концентрации внимания
41. Что влияет на эффективность рекламы
42. Детерминационные зависимости в системе общественных отношений
43. Исследование зависимостей между механическими характеристиками материалов
44. Исследование зависимостей между механическими характеристиками материалов
47. Исследования электролитов кадмирования
48. Исследование электролитов кадмирования стали и других металлов
Умные кубики. Силуэты. 50 игр для развития интеллекта. 
Мел круглый "White Peps", 100 штук, белый. 
Экспресс-скульптор "Эврика", малый. 49. Зависимость граничной цены от величины дохода
50. Понятие об эффекте суммации и фоновой концентрации
51. Изменение себестоимости продукции в зависимости от действия различных факторов производства
52. Управление предприятием на примере ЗАО Соляное
53. Признание суммовых разниц в бухгалтерском учете в зависимости от условий договора
58. Опыт экспресс-определения плотности мазутов на автоматическом плотномере
59. Анализ зависимости параметров литологического и химического состава каменноугольных отложений
60. Зависимость инвестиций и качества жизни населения
61. Пополнение знаний интеллектуальных систем на основе казуально-зависимых рассуждений
62. Влияет ли "космическая погода" на общественную жизнь?
64. Предельно допустимые концентрации химических элементов с точки зрения экологической геохимии
Подставка для бумаг трехсекционная сборная, серая. 
Ящик почтовый с замком, тёмно-зелёный. 
Мебель для кукол "Спальня Конфетти". 65. Зависимость общей заболеваемости населения от антропогенного загрязнения
66. Зависимость дальности перелета объекта от угла бросания
67. Возникновение банковского дела. Процессы гигантизации банков и концентрации банковского капитала
68. Зависимость черт характера от групп крови
73. Особенности осмотра трупа, места происшествия, в зависимости от разновидности убийств
76. Выявление функциональной зависимости в массиве данных
79. Анализ применения различных видов рекламы в зависимости от жизненного цикла товара
Настольная игра "Матрешкино". 
Багетная рама "Wendy", 30x40 см. 
Шкатулка для ювелирных украшений, 16x13 см, арт. 84575. 81. Зависимость потребления бензина от количества автомобилей
83. Как влияет аборт на здоровье женщины
84. Нарушение баланса воды и электролитов
85. Особенности наркотической зависимости
89. Методические особенности преподавания темы "Плотность вещества"
90. Профилактика наркотической зависимости подростков
91. Социально–педагогическая программа по профилактике компьютерной зависимости детей и подростков
92. Зависимость между деформациями и напряжениями при плоском и объемном напряженных состояниях
93. Производство пленок и полиэтилена низкой плотности
94. Анализ проблем игромании с позиции зависимой личности
96. Индивидуальные особенности личности при зависимом поведении
Антипригарный чехол для гладильной доски "Paterra", размер L-XL, 146x55 см. 
Игровой надувной цилиндр "Gymex". 
Набор разделочных досок на подставке (4 штуки ). 98. Особенности концентрации внимания у взрослых и детей
99. Особенности психологического развития детей в семьях, отягощенных алкогольной зависимостью
Совок большой. 
