Практическое занятие 8: Стандартные электродные потенциалы, уравнение Нернста. Коррозия. Цель занятия: Формирование необходимого комплекса знаний об электрохимических процессах и их количественных характеристиках
Цель занятия: Формирование необходимого комплекса знаний об электрохимических процессах и их количественных характеристиках. Формирование навыков использования фундаментальных законов и основных понятий химической науки в области электрохимии для понимания свойств процессов, используемых в современной промышленности и в быту.
План занятия
1. Организационный этап
2. Контроль исходного уровня знаний
3. Решение задач по теме занятия, формирование навыков решения задач
4. Самостоятельная работа студентов
Требования к знаниям
1. Взаимные переходы электрической и химической энергии
2. Двойной электрический слой (ДЭС)
3. Электродные потенциалы
4. Стандартные электродные потенциалы, способы их измерения
5. Процессы, происходящие на электродах
6. Гальванический элемент
7. Уравнение Нернста
8. Химические источники тока
9. Коррозия, и ее типы
10. Методы предотвращения коррозии
Требования к умениям
§ Уметь характеризовать электрохимические процессы, происходящие на границе раздела фаз металл (электрод) | раствор электролита, металл | металл, электролит | электролит
§ Уметь составлять уравнения указанных процессов
§ Уметь составлять схемы гальванических элементов
§ Уметь определять ЭДС гальванического элемента
§ Уметь применять уравнение Нернста к электрохимическим процессам, протекающим в различных условиях
§ Уметь определять характер коррозионных процессов
Рекомендации студентам по подготовке к занятию
1. При подготовке к занятию следует изучить лекционный материал и литературу из приведенного перечня.
2. При подготовке к занятию необходимо выполнить конспект по теме:
– Коррозия
Рекомендации к выполнению конспекта приведены в [6, стр. 6. 9 – 10]
3. Ознакомиться со способами определения основных характеристик и принципами, положенными в основу решения задач [5, стр. 98 – 101].
4. Продумать алгоритмы составления схем гальванических элементов в зависимости от условий протекания процессов.
5. Продумать способы организации противокоррозионной защиты в зависимости от условий протекания процессов.
6. Выполнить контрольные задания [5, стр. 102].
Примеры задач для решения на занятии
1. Вычислить ЭДС и составить схему гальванического элемента, состоящего из железного электрода, погруженного в 0,01 М раствор соли Fe(NO3)2 и серебряного электрода, погруженного в 0,001 М раствор нитрата серебра.
2. Вычислить ЭДС гальванического элемента, состоящего из железного электрода, погруженного в 0,01 М раствор соли NiCl2 и золотого электрода, погруженного в 0,001 М раствор соли Au2(SO4)3.
3. Определить значение ЭДС гальванического элемента, состоящего из ртутного и кадмиевого электродов, погруженных в 0,2 М растворы их нитратов.
4. Составить уравнение катодного процесса, происходящего при нарушении защитного покрытия в оцинкованном железе.
5. Составить уравнения процессов, которые будут протекать при нарушении оловянного покрытия на железном изделии в кислой среде.
Контроль результатов учебной деятельности
Текущий контроль в соответствии с рабочей программой дисциплины предполагает выполнение контрольной работы «Электрохимические процессы». Контрольная работа объединяет материал занятий 8 и 9 и выполняется в конце занятия 9 «Законы электролиза», содержит 5 заданий разного уровня сложности. Время выполнения – 40 минут. Пример контрольной работы приведен в приложении 1.
Для закрепления сформированных в ходе изучения темы навыков и умений студенты выполняют домашнюю работу по теме «Электрохимические процессы и ОВР», в которой два последних задания соответствуют тематике практических занятий 8 и 9. Домашняя работа выдается после выполнения лабораторной работы «Окислительно-восстановительные реакции», срок ее сдачи – не позднее 1 недели после проведения практического занятия 9. Пример домашней работы приведен в приложении 4, варианты и методические рекомендации к выполнению – в [6, стр. 69 – 90].
В результате освоения темы студент должен:
знать:основные положения теории электрохимических процессов (гальванический элемент, коррозия)
уметь: составлять уравнения процессов, протекающих при работе гальванического элемента, коррозии, рассчитывать их количественные характеристики
Рекомендуемая литература:
1. Коровин Н.В. Общая химия: учеб. рек. Мин. обр. РФ/ Н.В. Коровин. – М.: Высшая школа, 2009. – 558 с.
2. Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие: рек. Мин. обр. РФ/ Н.Л. Глинка. – Л.: Химия, 2006. – 240 с.
3. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб. пособие: Рек. Мин. обр. РФ / Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. - М.: Высш. шк., 2002. - 368с. с.
4. Тестовые задания по общей и неорганической химии с решениями и ответами: учеб. пособие / Р. А. Лидин [и др.]. – М.: БИНОМ; М.: Лаборатория знаний, 2004. – 231 с.
5. Охотникова Г.Г. Химия. Практические занятия. Учебное пособие для студентов направления подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» / Г.Г. Охотникова. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014. – 132 с.
6. Охотникова Г.Г. Химия. Методические указания к самостоятельной работе студентов и задания для контроля по курсу химии / Г.Г. Охотникова. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014. – 112 с.
7. Родина, Т.А. Практикум по общей и неорганической химии: учеб. пособие/ Т.А. Родина, А.В. Иванов, В.И. Митрофанова; АмГУ, ИФФ. – Благовещенск: Изд-во Амур. гос. ун-та, 2008. – 208 с.
Практическое занятие 9: Законы электролиза (решение задач)
Цель занятия: Формирование необходимого комплекса знаний об электрохимических процессах и их количественных характеристиках. Формирование навыков использования фундаментальных законов и основных понятий химической науки в области электрохимии для понимания свойств процессов, используемых в современной промышленности и в быту.
План занятия
1. Организационный этап
2. Контроль исходного уровня знаний
3. Решение задач по теме занятия, формирование навыков решения задач
4. Самостоятельная работа студентов
5. Контрольная работа
Требования к знаниям
1. Взаимные переходы электрической и химической энергии
2. Стандартные электродные потенциалы
3. Молярная масса и молярный объем эквивалента
4. Электролиз расплавов
5. Электролиз водных растворов
6. Процессы, происходящие на электродах
7. Законы электролиза Фарадея
8. Выход по току
9. Применение электролиза
Требования к умениям
§ Уметь составлять уравнения процессов, происходящих на катоде и аноде при электролизе растворов и расплавов
§ Уметь использовать законы Фарадея для определения массы и объема веществ, образующихся в процессе электролиза с учетом выхода по току
Рекомендации студентам по подготовке к занятию
1. При подготовке к занятию следует изучить лекционный материал и литературу из приведенного перечня.
2. Ознакомиться со способами определения основных характеристик и принципами, положенными в основу решения задач [5, стр. 14 – 16].
3. Продумать алгоритмы расчетов количественных характеристик процесса электролиза в зависимости от исходных реагентов и условий протекания процессов.
4. Выполнить контрольные задания [5, стр. 109 – 112].
Примеры задач для решения на занятии
1. Составить уравнения процессов, протекающих на инертных электродах при электролизе раствора сульфата калия?
2. Определить силу тока, которую необходимо поддерживать для получения 16,2 г серебра путем электролиза раствора нитрата серебра в течение 30 минут (выход по току 100%).
3. Рассчитать массу (объем, н.у.) вещества, образующегося при электролизе 200 г расплава гидроксида натрия (выход по току составляет 80%) на инертном аноде.
4. Привести примеры солей (не менее трех), при электролизе расплава и водного раствора которых на инертных электродах образуются одинаковые продукты. Ответ обосновать уравнениями процессов.
Контроль результатов учебной деятельности
Текущий контроль в соответствии с рабочей программой дисциплины предполагает выполнение контрольной работы «Электрохимические процессы». Контрольная работа объединяет материал занятий 8 и 9 и выполняется в конце текущего занятия, содержит 5 заданий разного уровня сложности. Время выполнения – 40 минут. Пример контрольной работы приведен в приложении 1.
Для закрепления сформированных в ходе изучения темы навыков и умений студенты выполняют домашнюю работу по теме «Электрохимические процессы и ОВР», в которой два последних задания соответствуют тематике практических занятий 8 и 9. Домашняя работа выдается после выполнения лабораторной работы «Окислительно-восстановительные реакции», срок ее сдачи – не позднее 1 недели после проведения текущего практического занятия. Пример домашней работы приведен в приложении 4, варианты и методические рекомендации к выполнению – в [6, стр. 69 – 90].
В результате освоения темы студент должен:
знать:основные положения теории электрохимических процессов (электролиз)
уметь: составлять уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе, рассчитывать их количественные характеристики
Рекомендуемая литература:
1. Коровин Н.В. Общая химия: учеб. рек. Мин. обр. РФ/ Н.В. Коровин. – М.: Высшая школа, 2009. – 558 с.
2. Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие: рек. Мин. обр. РФ/ Н.Л. Глинка. – Л.: Химия, 2006. – 240 с.
3. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб. пособие: Рек. Мин. обр. РФ / Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. - М.: Высш. шк., 2002. - 368с. с.
4. Тестовые задания по общей и неорганической химии с решениями и ответами: учеб. пособие / Р. А. Лидин [и др.]. – М.: БИНОМ; М.: Лаборатория знаний, 2004. – 231 с.
5. Охотникова Г.Г. Химия. Практические занятия. Учебное пособие для студентов направления подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» / Г.Г. Охотникова. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014. – 132 с.
6. Охотникова Г.Г. Химия. Методические указания к самостоятельной работе студентов и задания для контроля по курсу химии / Г.Г. Охотникова. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014. – 112 с.
7. Родина, Т.А. Практикум по общей и неорганической химии: учеб. пособие/ Т.А. Родина, А.В. Иванов, В.И. Митрофанова; АмГУ, ИФФ. – Благовещенск: Изд-во Амур. гос. ун-та, 2008. – 208 с.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 1311;