Материал: Конспект лекций для студентов специальности 1 48 01 02 Химическая технология органических веществ, материалов и изделий

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

(–): PbO2 + SO42– + 4H+ + 2e = PbSO4 + 2H2O

Анод (+): Pb + SO42- = PbSO4 + 2e

______________________________________________

: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
Из полученного уравнения видно, что при разрядке аккумулятора плотность электролита уменьшается (на этом основан один из простых методов контроля заряда аккумулятора).

К основным преимуществам свинцового аккумулятора относятся большая электрическая емкость (А∙час/кг) и устойчивость в работе при многократных циклах перезарядки. Основные недостатки – массивность и негерметичность.
Кадмиево-никелевый аккумулятор

Схема его работы может быть показана следующими превращениями:

разряд 

2NiO(OH) + Cd 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2, ЭДС = 1,4 В

 заряд
Серебряно-цинковый (СЦ) аккумулятор

Вследствие большой удельной емкости и большой ЭДС эти аккумуляторы чаще всего применяются для питания различных микроэлектронных устройств. Их работа основана на следующих окислительно-восстановительных реакциях:

разряд 

AgO + Zn + H2O Ag + Zn(OH)2

 заряд
Применение электролиза

Электрохимическое получение металлов (алюминий, щелочные и щелочноземельные металлы и др.); рафинирование (очистка) металлов; гальванопластика и гальваностегия; электрохимическая обработка поверхностей металлов.

Химические источники электрической энергии

Устройства непрерывного действия, в которых энергия химического окисления топлива непосредственно превращается в электрическую энергию, называют химическими источниками электрического тока или топливными элементами.

В качестве восстановителя (топлива) в таких элементах используют водород, окись углерода, метан и др. органические вещества, а в качестве окислителя, чаще всего, – чистый кислород, иногда воздух. В настоящее время наиболее изучен водородно-кислородный топливный элемент, схема которого показана на рисунке 15.2.



Рисунок 15.2 – Схема водородно-кислородного топливного элемента:

1 – анод; 2 – электролит; 3 – катодКатод и анод такого элемента изготовлены из пористого графита и катализатора – металла платиновой группы. На катоде восстанавливается кислород, а водород окисляется на аноде. В зависимости от выбранного электролита (щелочи или кислоты) электрохимические реакции можно описать следующими уравнениями:В щелочной среде (электролит – гидроксид калия):Анод: 2H2 + 4OH– = 4H2O + 4eКатод: O2 + 2H2O + 2e = 4OH–_____________________________________________ : 2H2 + O2 = 2H2OВ кислой среде (электролит – фосфорная кислота):Анод: 2H2 = 4H+ + 4eКатод: O2 + 4H+ + 4e = 2H2O_______________________________________________ : 2H2 + O2 = 2H2OЭДС такого элемента не зависит от pH:П Р И Л О Ж Е Н И Е А(справочное)

Таблица А.1 – Константы ионизации некоторых кислот и оснований


Название

Формула
Ступень ионизации
К

Азотистая кислота
HNO2



6,9.10–4

Борная (орто) кислота
H3BO3
I

II

III
7,1.10–10

1,8.10–13

1,6.10–14

Бромноватистая кислота
HBrO



2,2.10–9

Иодноватистая кислота
HIO



2,3.10–11

Дихромовая кислота
Н2Сr2O7
II
2,3.10–2

Кремниевая (орто) кислота
H4SiO4
I

II
1,3.10–10

1,6.10–12

Муравьиная кислота
HCOOH



1,8.10–4

Пероксид водорода
H2O2



2,0.10–12

Селенистая кислота
H2SeO3
I

II
1,8.10–3

3,2.10–9

Селеноводородная кислота
H2Se
I

II
1,3.10–4

1,0.10–11

Серная кислота
H2SO4
II
1,15.10–2

Сернистая кислота
H2SO3
I

II
1,4.10–2

6,2.10–8

Сероводородная кислота
H2S
I

II
1,0.10–7

2,5.10–13

Синильная кислота
HCN



5,0.10–10

Угольная кислота
H2CO3
I

II
4,5.10–7

4,8.10–11

Уксусная кислота
CH3COOH



1,7.10–5

Фосфористая кислота
H3PO3
I

II
37,1.10–2

1,6.10–7

Фосфорная (орто) кислота
H3PO4
I

II

III
7,1.10–3

6,2.10–8

5,0.10–13

Фосфорноватистая кислота
H3PO2



5,9.10–2

Фтороводородная кислота
HF



6,2.10–4

Хлорноватистая кислота
HClO



2,95.10–8

Хромовая кислота
H2CrO4
I

II
1,6.10–1

3,2.10–7

Щавелевая кислота
H2C2O4
I

II
5,6.10–2

5,4.10–5

Гидрат аммиака
NH3∙H2O



1,8.10–5
Таблица А.2 – Произведение растворимости ПР некоторых малорастворимых соединений

Соединение
ПР
Соединение
ПР

AgBr
5,3.10–13
FeS2
6,3.10–31

Ag3PO4
1,3.10–20
Hg2Cl2
1,3.10–18

AgI
8,3.10–17
HgS черн.
1,6.10–52

Ag2SO4
1,6.10–5
Mg(OH)2
6,0.10–10

Ag2S
6,3.10–50
MgCO3
8,8.10–5

AgCl
1,8.10–10
Mg3(PO4)2
1,0.10–13

Ag2CrO4
1,1.10–12
MnCO3
2,0.10–11

Al(OH)3
1,0.10–32
Mn(OH)2
1,9.10–13

AlPO4
5,75.10–19
BiOCl
7,0.10–9

BaF2
1,1.10–6
CaF2
4,0.10–11

BaSO4
1,1.10–10
CaCO3
4,8.10–9

BaCO3
5,1.10–9
CaC2O4
2,6.10–9

BaC2O4
1,1.10–7
CaSO4
9,1.10–6

Ba3(PO4)2
6,0.10–39
Ca3(PO4)2
2,0.10–29

BaCrO4
1,2.10–10
Ca(OH)2
5,5.10–6

Be(OH)2
6,3.10–22
CdCO3
1,0.10–12

Bi2S3
1,0.10–97
CdS
7,93.10–27

Cu2S
2,5.10–48
Cd(OH)2
2,2.10–14

FeC2O4
2,0.10–7
CoCO3
1,0.10–10

FeCO3
3,5.10–11
Co(OH)2
6,3.10–15

FePO4
1,3.10–22
Co(OH)3
4,0.10–45

Fe(OH)2
1,0.10–15
CoS
4,0.10–21

Fe(OH)3
3,2.10–38
Cr(OH)3
6,3.10–31

FeS
5,0.10–18
CrPO4
1,0.10–17

CuI
1,1.10–12
PbCrO4
1,8.10–14

CuCO3
2,5.10–10
PbCO3
7,5.10–14

Cu(OH)2
2,2.10–20
PbCl2
1,6.10–5

(CuOH)2CO3
1,7.10–34
Pb(OH)2
5,0.10–16

CuS
6,3.10–36
Sb2S3
1,0.10–30

Ni(C4H7O2N2)2
2,3.10–25
SbO(OH)
1,0.10–17

Ni(OH)2
2,0.10–15
SnS
1,0.10–27

NiCO3
1,7.10–7
Sn(OH)2
6,3.10–27

NiS
1,0.10–24
ZnCO3
1,5.10–11

NiC2O4
4,0.10–10
Zn(OH)2
7,1.10–18

PbS
2,5.10–27
ZnS сфалерит
1,6.10–24

PbSO4
1,6.10–8
ZnS вюрцит
2,5.10–22

PbI2
1,1.10–9
Zn3(PO4)2
9,1.10–33

Таблица А.3 – Нормальные электродные потенциалы (Е0) по отношению к потенциалу водородного электрода при 250С

Элемент

Электродный процесс
Ео, В

Азот

NO3– + 4H+ + 3ē ® NO + 2H2O
+0,96
NO3– + 3H+ + 2ē ® HNO2 + H2O
+0,94
NO3– + 10H+ + 8ē ® NH4+ + 3H2O
+0,87
NO3– + 2H+ + ē ® NO2 + H2O
+0,80
NO3– + H2O + 2ē ® NO2– + 2OH–
-0,01

HNO2 + H+ + ē ® NO + H2O


+0,98
2HNO2 + 4H+ + 4ē ® N2O + 3H2O
+1,29

Алюминий

Al3+ + 3ē ® Al


-1,66

Бор


H3BO3 + 3H+ + 3ē ® B +3H2O
-0,87

Бром
Br2 + 2ē ® 2Br–
+1,09

HBrO + H+ + 2ē ® Br– + H2O
+1,34

BrO– + H2O + 2ē ® Br– + 2OH–
+0,76

2BrO3– + 12H+ + 10ē ® Br2 + 6H2O
+1,52

BrO3– + 6H+ + 6ē ® Br– + 3H2O
+1,45

2BrO3– + 6H2O + 10ē ® Br2+12OH–

+0,50

BrO3– + 3H2O + 6ē ® Br– + 6OH–
+0,61

Ванадий
V3+ + ē ® V2+
-0.26

V2+ + 2ē ® V
-1,18

V3+ + 3ē ® V
-0,87

Висмут
BiO+ + 2H+ + 3ē ® Bi + H2O
+0,32

Bi3+ + 3ē ® Bi
+0,22

BiO3– + 4H+ + 2ē ® BiO+ + 2H2O
>+1,80

Водород
2Н+ + 2ē ® Н2
0,00

2Н2О + 2ē ® Н2 + 2ОН–
-0,83

Железо
Fe2+ + 2ē ® Fe
-0,47

Fe3+ + ē ® Fe2+
+0,77

Fe3+ + 3ē ® Fe
-0,06

Fe3O4 + 8H+ + 2ē ® 3Fe2+ + 4H2O
+1,21

Золото
Au3+ + 3ē ® Au
+1,50

Au3+ + 3ē ® Au+
+1,41

[AuCl]4– + 3ē ® Au + 4Cl–
+1,00

Иод
I2 + 2ē ® 2I–
+0,54

2HIO + 2H+ + 2ē ® I2 + 2H2O
+1,45

IO3– + 6H+ + 6ē ® I- + 3H2O
+1,08

2IO– + 2H2O + 2ē ® I2 + 4OH–

+0,45

IO3– + 3H2O + 6ē ® I– + 6OH–

+0,26

2IO3– + 12H+ + 10ē ® I2 + 6H2O
+1,19

2IO3– + 6H2O +10ē ® I2 + 12OH–
+0,21

Кадмий
Сd2+ + 2ē ® Сd
-0,40

Кислород
H2O2 + 2ē ® 2OH–
+0,87

H2O2 + 2H+ + 2ē ® 2H2O
+1,77

O2 + 4H+ + 4ē ® 2H2O
+1,23

O2 + 2H2O + 4ē ® 4OH–
+0,40

O2 + 2H+ + 2ē ® H2O2
+0,68

O2 + 2H2O + 2ē ® H2O2 + 2OH–
-0,10

O3 + 2H+ + 2ē ® H2O + O2
+2,07

Кобальт
Co3+ + ē ® Co2+

+1,95

Co(OH)3 + ē ® Co(OH)2 + OH–

+0,17

Марганец
Mn2+ + 2ē ® Mn
-1,17

MnO4– + 8H+ + 5ē ® Mn2+ + 4H2O
+1,51

MnO4– + ē ® MnO42-
+0,56
MnO4– + 2H2O + 3ē ® MnO2¯ + 4OH–
+0,60

MnO4– + 4H+ + 3ē ® MnO2¯ + 2H2O
+1,69

MnO2 + 4H+ + 2ē ® Mn2+ + 2H2O
+1,23

MnO42– + 4H+ + 2ē ® MnO2¯ + 2H2O
+2,26

MnO42– + 2H2O + 2ē ® MnO2¯ + 4OH–
+0,60

Медь
Cu2+ + 2ē ® Cu
+0,34

Cu2+ + ē ® Cu+
+0,16

Cu2+ + I– + ē ® CuI
+0,86

Cu2+ + Cl– + ē ® CuCl
+0,54

Cu2+ + Br– + ē ® CuBr
+0,64

Никель
Ni2+ + 2ē ® Ni
-0,23

Олово
Sn2+ + 2ē ® Sn
-0,14

Sn4++ 2ē ® Sn2+
+0,15

Платина
Pt2+ + 2ē ® Pt

≈+1,2




[PtCl4]2– + 2ē ® Pt + 4Cl–
+0,73

[PtCl6]2– + 2ē ® PtCl42– + 2Cl–
+0,72

Ртуть
Hg2+ + 2ē ® Hg
+0,85

2Hg2+ + 2ē ® Hg22+
+0,91

Свинец
Pb2+ + 2ē ® Pb
-0,13

Pb4+ + 2ē ® Pb2+
+1,66

PbO2¯ + 4H+ + 2ē ® Pb2++ 2H2O
+1,46

Сера
SO42– + 10H+ + 8ē ® H2S + 4H2O
+0,31

S + 2ē ® S2–
-0,46

S + 2H+ + 2ē ® H2S
+0,14

SO42– + 4H+ + 2ē ® H2SO3 + H2O
+0,17

SO42– + 8H+ + 6ē ® S + 4H2O
+0,36

S4O62–- + 2ē ® 2S2O32–
+0,09

S2O82– + 2ē ® 2SO42–

+2,00

Серебро
Ag+ + 2ē ® Ag
+0,80

Сурьма
Sb3+ + 3ē ® Sb

+0.20

Фтор
F2 + 2ē ® 2F–
+2,77

Хлор
Cl2+ 2ē ® 2Cl–
+1,36

2HClO + 2H+ + 2ē ® Cl2 + 2H2O
+1,63

HClO + H+ + 2ē ® Cl– + H2O
+1,50

2ClO3– + 12H+ +10ē ® Cl2 + 6H2O
+1,47

ClO3– + 3H2O + 6ē ® Cl– + 6OH–
+0,62

ClO3– + 6H+ + 6ē ® Cl– + 3H2O
+1,45

2ClO– + 2H2O + 2ē ® Cl2 + 4OH–
+0,40

ClO– + H2O + 2ē ® Cl– + 2OH–
+0,88

Хром
Cr3+ + ē ® Cr2+
-0,41

Cr3+ + ē ® Cr
-0.74

Cr2+ + ē ® Cr
-0.91

Cr2O72– + 14H+ + 6ē ® 2Cr3+ + 7H2O
+1,33

CrO42– + 4H2O + 3ē ® Cr(OH)3 + 4OH–
-0,13

Цинк
Zn2+ + 2ē ® Zn

-1,22
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/274165

Смотрите также:

ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
- Сопротивление изоляции 25
!Контрольная работа (задание)
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей
'Свадьба'. Керамика
«Предмет, метод предпринимательского права и принципы предпринимательского права» (Понятие предмета и метода российского предпринимательского права)
«Українська література в першій половині ХХ століття»
03
0303_Болкунов_ВО_ЛР1