Sešit pro laboratorní práci z chemie

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Sešit pro laboratorní práci z chemie"

Veronika Zemanová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Sešit pro laboratorní práci z chemie téma: Galvanické pokovování a reakce kovů autor: ing. Alena Dvořáková vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího programu biologie a chemie registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Alena Dvořáková vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího

2 Teorie pro laboratorní práci Galvanické pokovování a reakce kovů Galvanické pokovování je pokovovací proces, při kterém se ionty kovů pohybují tak, aby vytvořili povlak na elektrodě. Na anodě se oxiduje použitý kov, který přechází v podobě iontů do roztoku. Při elektrolytickém pokovování se používá se stejnosměrný proud a kationty se redukují na katodě a potahují vodivý předmět tenkou vrstvou materiálu. Používá se tam, kde chceme dodat určité vlastnosti-odolnost vůči korozi, otěru a obrusu, pro kluzkost a také pro estetické vlastnosti. Galvanický článek je zařízení, které využívá redoxní reakce jako zdroj energie. Každý galvanický článek se skládá ze dvou poločlánků, které jsou vodivě spojené (kovovým vodičem nebo solným můstkem). Každý poločlánek se skládá z elektrody (vodivá látka např. kov nebo grafit) ponořené do roztoku elektrolytu. Galvanický článek se používá jako zdroj elektrické energie. Becketova řada napětí kovů K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au neušlechtilé kovy ušlechtilé kovy V této řadě zleva doprava klesá chemická reaktivita a také redukční účinky kovů, kovy umístněné vlevo dokáží vyredukovat z roztoků solí kationty kovů umístněných vpravo, např. železo vyredukuje měď z roztoku síranu měďnatého. Kovy ležící před vodíkem reagují s kyselinami za uvolnění vodíku a kovy za vodíkem reagují s kyselinami, které mají oxidační účinky. Standardní elektrický potenciál (E 0 )je hodnota potenciálu elektrody určitého kovu, ponořeného do roztoku své vlastní soli za standardních podmínek (tlak 101,3 kpa a teplota 298 K a koncentrace iontů v roztoku 1 mol/dm 3 ). Za srovnávací poločlánek byla zvolena vodíková elektroda. Potenciální rozdíl mezi poločlánkem měřeného kovu a srovnávací vodíkovou elektrodou označujeme jako standardní elektrický potenciál kovu. Konstrukce vodíkové elektrody je složena z platinového plíšku, který je zataven ve skleněné trubičce. Plíšek je na povrchu pokryt platinovou černí. V horní části trubičky je boční vývod, kterým je přiváděn plynný vodík. Vodivý poločlánek vznikne ponořením do roztoku HCl o koncentraci 1 mol/dm 3 za standardních podmínek. Dohodou bylo stanoveno, že potenciál vodíkové elektrody je 0 V.

Při elektrolytickém pokovování se používá se stejnosměrný proud a kationty se redukují na katodě a potahují vodivý předmět tenkou vrstvou materiálu.

3 Pracovní postup pro laboratorní práci Galvanické pokovování a reakce kovů Galvanické pokovování klíčku 1. Připravte si klíček ke galvanickému pokovování tak, že si jej důkladně odmastíte prostředkem na mytí nádobí. 2. Klíček zavěste na měděný drátek a ten zapojte k zápornému pólu 4,5 V baterie. 3. Druhý měděný drátek na jednom konci stočte do spirály a druhým koncem připojte ke kladnému pólu. 4. Oba měděné drátky i s klíčkem ponořte do kádinky nebo krystalizační misky s roztokem hydroxidu sodného, tak aby klíček byl uprostřed a měděné elektrody se nedotýkaly. Baterie je mimo roztok. 5. Asi po půl hodině vše vytáhněte z roztoku a opláchněte. 6. Obarvený klíček osušte a vyleštěte hadříkem. Elektrochemická řada napětí kovů 1. Do 5 zkumavek si nalijte asi 3 ml roztoku Mg 2+, Zn 2+, Co 2+, Cu 2+, Pb Do roztoku hoďte hoblinku hořčíku a pozorujte reakci. 3. Pozorování zapište do tabulky. 4. Podobně se stejnými roztoky vyzkoušejte reakci s granulkou Zn, železným hřebíkem, měděným drátkem. Kladné i záporné reakce si zaznamenejte do tabulky

Druhý měděný drátek na jednom konci stočte do spirály a druhým koncem připojte ke kladnému pólu. 4.

4 Pokyny pro přípravu laboratorní práce Galvanické pokovování a reakce kovů Chemické látky hořčíkové hobliny zinkové granule měděné drátky železné hřebíky 5% CuSO 4 5% MgSO 4 5% FeSO 4 5% ZnSO 4 1% AgNO 3 10% NaOH Pomůcky plochá 4,5 V baterie kádinka nebo krystalizační miska klíč zkumavky Příprava 10% NaOH Do 1 l kádinky nalijeme 900 ml destilované vody a přisypeme 100 g pevného NaOH, okamžitě intenzivně mícháme, aby se NaOH nepřipekl ke dnu kádinky, pozor jedná se žíravou látku! Příprava 5% solí Na přípravu 1 l 5% zásobních roztoků solí rozpustíme 50 g soli v 950 ml destilované vody. Příprava 1% roztoku AgNO 3 Tento roztok není možné připravovat do zásoby na delší dobu, ale pouze pro několik pracovních skupin v jeden den. 1 g AgNO 3 rozpustíme v 99 ml destilované vody.

okamžitě intenzivně mícháme, aby se NaOH nepřipekl ke dnu kádinky, pozor jedná se žíravou látku!

5 Pracovní list pro laboratorní práci Galvanické pokovování a reakce kovů 1. Podle řady napětí kovů doplňte šipkou směr reakce a doplňte stechiometrické koeficienty: Ag +I +.Cu..Ag +.Cu +II Pb +II +.Ag..Pb +.Ag +I Zn +.Cu +II.Zn +II + Cu Sn +.Hg +II.Sn +II + Hg 2. Nakreslete schéma elektrolýzy vodného roztoku CuCl 2,popište části elektrolyzéru. Napište chemické reakce probíhající na jednotlivých elektrodách. Zapište, na které elektrodě probíhá oxidace a na které redukce. 3. Uveďte příklady praktického využití galvanického pokovování.

Cu +II.Zn +II + Cu Sn +.Hg +II.Sn +II + Hg 2. Nakreslete schéma elektrolýzy vodného roztoku CuCl 2,popište části elektrolyzéru.

6 4. Doplňte stechiometrické koeficienty reakcí, uveďte i dílčí reakce, zapište, který prvek se oxidoval a který se redukoval a co je oxidačním a redukčním činidlem. 1..Fe 2 O 3 +.CO.Fe +.CO 2 2..Ag 2 S +.HNO 3.AgNO 3 +.NO 2 +.S +.H 2 O 3..HCl +.MnO 2.MnCl 2 +.Cl 2 +.H 2 O 4..Mg +.HNO 3.Mg(NO 3 ) +.N 2 O +.H 2 O 5..HgCl 2 +.SnCl 2.Hg 2 Cl 2 +.SnCl 4 5. Ekologická otázka: Radioaktivní záření pochází z radioaktivních látek, z imisí, z hornin a z půdy, dále z těžby a úpravy uranových rud. K běžně sledovaným nulkidům patří 90 Sr, 137 CS, 3 H (tritium). Jsou to většinou radionulkidy s delším poločasem rozpadu, které setrvávají v prostředí jako následek jaderných výbuchů a také po havárii v jaderné elektrárně v Černobylu. Při běžném provozu jaderné elektrárny se do vody dostává ve významném množství jen tritium, i když je to jen zlomek přirozené radioaktivity prostředí. Vypište, jaké jsou zdroje přirozené radioaktivity a jaké jsou zdroje radioaktivity z lidské činnosti?

Ekologická otázka: Radioaktivní záření pochází z radioaktivních látek, z imisí, z hornin a z půdy, dále z těžby a úpravy uranových rud. K běžně sledovaným nulkidům patří 90 Sr, 137 CS, 3 H (tritium).

7 Doporučená literatura ŠKARKA, B., BENEŠ, P., SZEMESOVÁ, M. Laboratorní cvičení z chemie. 2. vyd. Praha: SPN, ISBN s MÜLLER, L., SOUČKOVÁ, J., SKOPALOVÁ, J. Chemické workshopy. 1. vyd. Šumperk: Trifox, s.r.o., ISBN s. 96 Přehled požadovaných znalostí a dovedností 1. Názvosloví anorganických sloučenin. 2. Oxidačně redukční reakce a rovnice základní pojmy a vyčíslování stechiometrických koeficientů i zápis těchto reakcí v iontovém stavu. 3. Elektrolýza, galvanický článek základní pojmy z elektrochemie. 4. Znalosti a praktické dovednosti základních operací v laboratoři.

Podobné dokumenty

Elektrochemický potenciál Standardní vodíková elektroda Oxidačně-redukční potenciály

Elektrochemický potenciál Standardní vodíková elektroda Oxidačně-redukční potenciály Elektrochemie rovnováhy a děje v soustavách nesoucích elektrický náboj Krystal kovu ponořený do destilované vody + +