ኤሌክትሮሊቲክ ሰንጠረዥ. የመደበኛ ኤሌክትሮዶች አቅም (ቮልቴጅ) ክልል

የሥራው ዓላማ;በኤሌክትሮኬሚካላዊ የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ ባሉበት ቦታ ላይ የብረታ ብረትን የመድገም ባህሪያት ጥገኝነት ማወቅ.

መሣሪያዎች እና መልመጃዎች;የሙከራ ቱቦዎች፣ የሙከራ ቱቦዎች መያዣዎች፣ አልኮል መብራት፣ የማጣሪያ ወረቀት፣ pipettes፣ 2n.መፍትሄዎች ኤች.ሲ.ኤልእና H2SO4, አተኮርኩ H2SO4, ተበርዟል እና አተኮርኩ HNO3, 0.5ሚመፍትሄዎች CuSO 4 , Pb (NO 3) 2ወይም ፒቢ(CH3COO)2; የብረት አልሙኒየም, ዚንክ, ብረት, መዳብ, ቆርቆሮ, የብረት ወረቀት ክሊፖች, የተጣራ ውሃ.

የንድፈ ሐሳብ ማብራሪያዎች

የማንኛውም ብረት ኬሚካላዊ ባህሪ በአብዛኛው የሚወሰነው እንዴት በቀላሉ ኦክሳይድ ነው, ማለትም. የእሱ አቶሞች በቀላሉ ወደ አዎንታዊ ionዎች ሁኔታ እንዴት እንደሚለወጡ።

በቀላሉ ኦክሳይድ የመፍጠር ችሎታን የሚያሳዩ ብረቶች ቤዝ ብረቶች ይባላሉ። በከፍተኛ ችግር ኦክሳይድ የሚፈጥሩ ብረቶች ክቡር ተብለው ይጠራሉ.

እያንዳንዱ ብረት በተለመደው የኤሌክትሮል አቅም የተወሰነ እሴት ተለይቶ ይታወቃል. ለመደበኛ አቅም j 0ከብረት ኤሌክትሮድ ውስጥ ፣ በግራ በኩል ካለው መደበኛ ሃይድሮጂን ኤሌክትሮድስ እና በዚህ ብረት ውስጥ ባለው የጨው መፍትሄ ውስጥ የተቀመጠ የብረት ሳህን ያለው የጋለቫኒክ ሴል emf ይወሰዳል ፣ እና እንቅስቃሴው (በዲሚት መፍትሄዎች ውስጥ ትኩረቱ ሊሆን ይችላል) ጥቅም ላይ የዋለ) በመፍትሔው ውስጥ ያሉት የብረት ማሰሪያዎች ከ 1 ጋር እኩል መሆን አለባቸው ሞል / ሊ; ቲ=298 ኪ; p=1 atm(መደበኛ ሁኔታዎች). የምላሽ ሁኔታዎች ከመደበኛዎቹ የሚለያዩ ከሆነ ፣ በመፍትሔው እና በሙቀት ውስጥ ባሉ የብረት ionቶች (የበለጠ በትክክል ፣ እንቅስቃሴዎች) ላይ የኤሌክትሮዶች እምቅ ጥገኛነት ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል ።

የኤሌክትሮዶች አቅም በማተኮር ላይ ያለው ጥገኝነት በNernst ቀመር ይገለጻል፣ እሱም በስርዓቱ ላይ ሲተገበር፡-

እኔ n + + n e -→እኔ

ውስጥ;

አር- ጋዝ ቋሚ; ;

ረ -የፋራዳይ ቋሚ ("96500 ሲ/ሞል);

n -

አ እኔ n + - ሞል/ሊ.

ትርጉም መውሰድ ቲ=298ለ፣እናገኛለን

ሞል/ሊ.

ጄ 0ከተቀነሰው የግማሽ ምላሽ ጋር ተመጣጣኝ የሆነ, በርካታ የብረት ቮልቴጅ (የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ብዛት) ተገኝቷል. እንደ ዜሮ የሚወሰደው የሃይድሮጅን መደበኛ ኤሌክትሮይድ አቅም፣ ሂደቱ የሚከሰትበት ስርዓት በተመሳሳይ ረድፍ ላይ ተቀምጧል።

2Н + +2е - = Н 2

በተመሳሳይ ጊዜ የመሠረት ብረቶች መደበኛ የኤሌክትሮል እምቅ ችሎታዎች አሉታዊ ዋጋ አላቸው, እና የከበሩ ብረቶች አወንታዊ ዋጋ አላቸው.

ኤሌክትሮኬሚካላዊ የቮልቴጅ ተከታታይ ብረቶች

ሊ; K; ባ; Sr; ካ; ና; MG; አል; Mn; Zn; Cr; ፌ; ሲዲ; ኮ; ናይ; Sn; ፒቢ; ( ሸ) ; Sb; ቢ; ኩ; ኤችጂ; አግ; ፒዲ; Pt; አው

ይህ ተከታታይ የ "ብረት - የብረት ion" ስርዓትን በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ በውሃ መፍትሄዎች ውስጥ ያለውን የዳግም ችሎታን ያሳያል. በተከታታዩ የቮልቴጅዎች ውስጥ በግራ በኩል ያለው ብረት ነው (ትንሹ የእሱ j 0), ይበልጥ ኃይለኛ የመቀነስ ኤጀንት ነው, እና የብረት አተሞች ኤሌክትሮኖችን ለመተው ቀላል ነው, ወደ cations ይለወጣል, ነገር ግን የዚህ ብረት cations ኤሌክትሮኖችን ለማያያዝ በጣም አስቸጋሪ ነው, ወደ ገለልተኛ አተሞች ይቀየራል.

ብረቶች እና ጥረቶቻቸውን የሚያካትቱ Redox ምላሾች ዝቅተኛ ኤሌክትሮድ እምቅ አቅም ያለው ብረት የመቀነስ ኤጀንት (ማለትም ኦክሳይድ) በሆነበት አቅጣጫ እና ከፍተኛ የኤሌክትሮድ አቅም ያላቸው የብረት ማያያዣዎች ኦክሳይድ ኤጀንቶች (ማለትም የተቀነሱ) ናቸው። በዚህ ረገድ, የሚከተሉት ንድፎች የኤሌክትሮኬሚካላዊ የቮልቴጅ ተከታታይ ብረቶች ባህሪያት ናቸው.

1. እያንዳንዱ ብረት ከጨው መፍትሄ በኤሌክትሮኬሚካላዊ ተከታታይ የብረት ቮልቴጅ ውስጥ በስተቀኝ የሚገኙትን ሌሎች ብረቶች በሙሉ ያስወግዳል.

2. በኤሌክትሮኬሚካላዊ የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ ከሃይድሮጂን በስተግራ ያሉት ብረቶች በሙሉ ሃይድሮጅንን ከዲላይት አሲድ ያፈናቅላሉ።

የሙከራ ዘዴ

ሙከራ 1፡ ብረቶች ከሃይድሮክሎሪክ አሲድ ጋር መስተጋብር።

2 - 3 ወደ አራት የሙከራ ቱቦዎች ያፈስሱ mlሃይድሮክሎሪክ አሲድ እና በውስጣቸው የአሉሚኒየም ፣ የዚንክ ፣ የብረት እና የመዳብ ቁራጭ ለየብቻ ያስቀምጡ። ከተወሰዱት ብረቶች ውስጥ ሃይድሮጅንን ከአሲድ የሚያፈናቅለው የትኛው ነው? የምላሽ እኩልታዎችን ይፃፉ።

ሙከራ 2፡ ብረቶች ከሰልፈሪክ አሲድ ጋር መስተጋብር።

በሙከራ ቱቦ ውስጥ አንድ ብረት ያስቀምጡ እና 1 ይጨምሩ ml 2n.ሰልፈሪክ አሲድ. ምን እየታየ ነው? ሙከራውን በመዳብ ቁራጭ ይድገሙት. ምላሹ እየተካሄደ ነው?

የተከማቸ ሰልፈሪክ አሲድ በብረት እና በመዳብ ላይ ያለውን ተጽእኖ ያረጋግጡ. ምልከታዎቹን ያብራሩ. ሁሉንም የምላሽ እኩልታዎች ይፃፉ።

ሙከራ 3፡ የመዳብ ከናይትሪክ አሲድ ጋር መስተጋብር።

በሁለት የሙከራ ቱቦዎች ውስጥ አንድ የመዳብ ቁራጭ ያስቀምጡ. ከመካከላቸው 2 ቱን አፍስሱ mlየናይትሪክ አሲድ ይቀንሱ, ሁለተኛ - የተከማቸ. አስፈላጊ ከሆነ የሙከራ ቱቦዎችን ይዘቶች በአልኮል መብራት ውስጥ ያሞቁ. በመጀመሪያው የሙከራ ቱቦ ውስጥ የትኛው ጋዝ ይፈጠራል, እና በሁለተኛው ውስጥ የትኛው ነው? የምላሽ እኩልታዎችን ይፃፉ።

ሙከራ 4፡ ብረቶች ከጨው ጋር መስተጋብር።

2-3 ወደ የሙከራ ቱቦ ውስጥ አፍስሱ mlየመዳብ (II) ሰልፌት መፍትሄ እና የብረት ሽቦን ይቀንሱ. ምን እየተደረገ ነው? ሙከራውን ይድገሙት, የብረት ሽቦውን በዚንክ ቁራጭ ይቀይሩት. የምላሽ እኩልታዎችን ይፃፉ። ወደ የሙከራ ቱቦ ውስጥ አፍስሱ 2 mlየእርሳስ (II) አሲቴት ወይም ናይትሬት መፍትሄ እና የዚንክ ቁራጭ ይጥሉ. ምን እየተደረገ ነው? የምላሽ እኩልታውን ይፃፉ። ኦክሳይድ ወኪል እና የሚቀንስ ወኪል ይግለጹ. ዚንክ በመዳብ ከተተካ ምላሹ ይከሰታል? ማብራሪያ ይስጡ።

11.3 የሚፈለገው የተማሪ ዝግጅት ደረጃ

1. የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ጽንሰ-ሀሳብን ይወቁ እና የመለኪያውን ሀሳብ ይወቁ.

2. የኤሌክትሮል አቅምን ከመደበኛ ሁኔታዎች ውጭ ለመወሰን የኔርንስት እኩልታ መጠቀም መቻል።

3. ተከታታይ የብረት ጭንቀቶች ምን እንደሆኑ እና ምን እንደሚለይ ይወቁ.

4. ብረቶችን እና ካንሰቶቻቸውን እንዲሁም ብረቶችን እና አሲዶችን የሚያካትቱ የዳግም ምላሾችን አቅጣጫ ለመወሰን የተለያዩ የብረት ጭንቀቶችን መጠቀም መቻል።

ራስን የመቆጣጠር ተግባራት

1. የቴክኒካዊ ብረት ብዛት ምን ያህል ነው 18% ኒኬል ሰልፌት ከመፍትሔው ውስጥ ለማስወገድ የሚፈለጉ ቆሻሻዎች (II) 7.42 ግኒኬል?

2. የሚዛን የመዳብ ሳህን 28 ግ. በምላሹ መጨረሻ ላይ ሳህኑ ተወግዷል, ታጥቧል, ደርቋል እና ተመዘነ. ጅምላነቱ ሆነ 32.52 ግ. በመፍትሔው ውስጥ ምን ያህል የብር ናይትሬት መጠን ነበር?

3. በውስጡ የተጠመቀው የመዳብ ኤሌክትሮድ አቅም ዋጋን ይወስኑ 0.0005 ኤምየመዳብ ናይትሬት መፍትሄ (II).

4. የዚንክ የኤሌክትሮድ አቅም ወደ ውስጥ ገባ 0.2 ሚመፍትሄ ZnSO4፣ እኩል ነው። 0.8 ቪ. ግልጽ የሆነ የመለያየት ደረጃን ይወስኑ ZnSO4በተጠቀሰው ትኩረት መፍትሄ ውስጥ.

5. በመፍትሔው ውስጥ የሃይድሮጂን ionዎች ክምችት ከተፈጠረ የሃይድሮጅን ኤሌክትሮዱን አቅም ያሰሉ (H+)ይደርሳል 3.8 10 -3 ሞል / ሊ.

6. በያዘው መፍትሄ ውስጥ የተጠመቀውን የብረት ኤሌክትሮክ እምቅ አቅም አስላ 0.0699 g FeCI 2 በ 0.5 ሊ.

7. የብረታ ብረት መደበኛ ኤሌክትሮይድ አቅም ምን ይባላል? የኤሌክትሮዶች አቅም በማጎሪያ ላይ ያለውን ጥገኝነት የሚገልጸው የትኛው እኩልታ ነው?

የላብራቶሪ ሥራ ቁጥር 12

ርዕስ: የጋልቫኒክ ሕዋስ

የሥራው ዓላማ;የጋለቫኒክ ሴል አሠራር መርሆዎችን ማወቅ, የስሌት ዘዴዎችን መቆጣጠር ኢ.ኤም.ኤፍ galvanic ሕዋሳት.

መሣሪያዎች እና መልመጃዎች;የመዳብ እና የዚንክ ሳህኖች ከኮንዳክተሮች ጋር የተገናኙ የመዳብ እና የዚንክ ሳህኖች በኮንዳክተሮች ከመዳብ ሳህኖች ፣ አሸዋ ወረቀት ፣ ቮልቲሜትር ፣ 3 በ ላይ የኬሚካል ጠርሙሶች 200-250 ሚሊ ሊትር, የተመረቀ ሲሊንደር, በውስጡ የ U ቅርጽ ያለው ቱቦ ተስተካክሏል, የጨው ድልድይ, 0.1 ሚየመዳብ ሰልፌት ፣ ዚንክ ሰልፌት ፣ ሶዲየም ሰልፌት መፍትሄዎች ፣ 0,1 % የ phenolphthalein መፍትሄ በ 50% ኤቲል አልኮሆል.

የንድፈ ሐሳብ ማብራሪያዎች

ጋላቫኒክ ሴል የኬሚካል ወቅታዊ ምንጭ ነው ፣ ማለትም ፣ የኬሚካል ኢነርጂን ከኦክሳይድ-ቅነሳ ምላሽ በቀጥታ በመቀየር ምክንያት የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያመነጭ መሳሪያ ነው።

የኤሌክትሪክ ጅረት (የታቀዱ ቅንጣቶች ቀጥተኛ እንቅስቃሴ) በአንደኛው እና በሁለተኛው ዓይነት ተቆጣጣሪዎች የተከፋፈሉ በአሁን ጊዜ መቆጣጠሪያዎች ይተላለፋሉ።

የመጀመሪያው ዓይነት መሪዎች የኤሌክትሪክ ፍሰትን በኤሌክትሮኖቻቸው (ኤሌክትሮኒካዊ መቆጣጠሪያዎች) ያካሂዳሉ. እነዚህ ሁሉንም ብረቶች እና ቅይጥዎቻቸው, ግራፋይት, የድንጋይ ከሰል እና አንዳንድ ጠንካራ ኦክሳይድ ያካትታሉ. የእነዚህ መቆጣጠሪያዎች የኤሌክትሪክ ንክኪነት ከ 10 2 እስከ 10 6 Ohm -1 ሴሜ -1 (ለምሳሌ የድንጋይ ከሰል - 200 Ohm -1 ሴሜ -1, ብር 6 10 5 Ohm -1 ሴሜ -1).

የሁለተኛው ዓይነት ዳይሬክተሮች የኤሌክትሪክ ፍሰትን ከ ionዎቻቸው (ionክ መቆጣጠሪያዎች) ጋር ያካሂዳሉ. እነሱ በዝቅተኛ የኤሌክትሪክ ምቹነት ተለይተው ይታወቃሉ (ለምሳሌ ፣ ሸ 2 ኦ - 4 10 -8 Ohm -1 ሴሜ -1).

የአንደኛው እና የሁለተኛው ዓይነት ተቆጣጣሪዎች ሲጣመሩ ኤሌክትሮድስ ይፈጠራል. ይህ ብዙውን ጊዜ በራሱ ጨው መፍትሄ ውስጥ የተከተፈ ብረት ነው።

አንድ የብረት ሳህን በውሃ ውስጥ ሲጠመቅ በላዩ ላይ ባለው ንብርብር ውስጥ የሚገኙት የብረት አተሞች በፖላር የውሃ ሞለኪውሎች ተጽዕኖ ስር ይደርቃሉ። እርጥበት እና የሙቀት እንቅስቃሴ ምክንያት, ክሪስታል ጥልፍልፍ ጋር ያላቸውን ግንኙነት ተዳክሟል እና አተሞች የተወሰነ ቁጥር hydrated ions መልክ ብረት ወለል አጠገብ ፈሳሽ ንብርብር ውስጥ ያልፋል. የብረት ሳህኑ አሉታዊ ኃይል ይሞላል;

እኔ + m H 2 O = እኔ n + n H 2 O + ne -

የት መህ- የብረት አቶም; እኔ n + n H 2 O- እርጥበት ያለው ብረት ion; ኢ -- ኤሌክትሮን, n- የብረት ion ክፍያ.

የተመጣጠነ ሁኔታ የሚወሰነው በብረት እንቅስቃሴው እና በመፍትሔው ውስጥ ባለው ionዎች ስብስብ ላይ ነው። ንቁ በሆኑ ብረቶች (እ.ኤ.አ.) ዚን፣ ፌ፣ ሲዲ፣ ኒ) ከዋልታ ውሃ ሞለኪውሎች ጋር ያለው መስተጋብር የሚያበቃው አወንታዊ የብረት ionዎችን ከመሬት ላይ በመለየት እና የደረቁ ionዎች ወደ መፍትሄ ሲሸጋገሩ ነው (ምስል 1) ሀ). ይህ ሂደት ኦክሳይድ ነው. በአከባቢው አቅራቢያ ያሉ የካይኖዎች ክምችት እየጨመረ ሲሄድ, የተገላቢጦሽ ሂደቱ ፍጥነት - የብረት ionዎችን መቀነስ - ይጨምራል. በመጨረሻ ፣ የሁለቱም ሂደቶች ተመኖች እኩል ናቸው ፣ ሚዛናዊነት ተመስርቷል ፣ በዚህ ውስጥ የተወሰነ የብረት አቅም ያለው ድርብ ኤሌክትሪክ ንጣፍ በመፍትሔ-ብረት በይነገጽ ላይ ይታያል።

+ + + +

– – – –

‌

Zn 0 + mH 2 O → Zn 2+ mH 2 O+2e - + + – – Cu 2+ nH 2 O+2e - → Cu 0 + nH 2 O

+ + + – – –

ሩዝ. 1. የኤሌክትሮል አቅም መከሰት እቅድ

አንድ ብረት በውሃ ውስጥ ሳይሆን በዚህ ብረት ውስጥ ባለው የጨው መፍትሄ ውስጥ ሲጠመቅ, ሚዛኑ ወደ ግራ ይቀየራል, ማለትም, ከመፍትሔው ወደ ብረት ወለል ወደ ionዎች ሽግግር. በዚህ ሁኔታ, የብረት እምቅ አቅም በተለየ እሴት ላይ አዲስ ሚዛን ይመሰረታል.

ላልነቁ ብረቶች, የብረት ionዎች ሚዛን በንጹህ ውሃ ውስጥ ያለው ሚዛን በጣም ትንሽ ነው. እንዲህ ዓይነቱ ብረት በጨው መፍትሄ ውስጥ ከተጠመቀ የብረት ማያያዣዎች ከብረት ወደ መፍትሄው ከሚሸጋገሩበት ፍጥነት በበለጠ ፍጥነት ከመፍትሔው ይለቀቃሉ. በዚህ ሁኔታ, የብረት ወለል አወንታዊ ክፍያ ይቀበላል, እና መፍትሄው በጨው አኒዮኖች ከመጠን በላይ በመውጣቱ ምክንያት አሉታዊ ክፍያ ይቀበላል (ምስል 1. ለ).

ስለዚህ, አንድ ብረት በውሃ ውስጥ ሲጠመቅ ወይም የተወሰነ የብረት ionዎች በያዘው መፍትሄ ውስጥ, በብረት-መፍትሄ መገናኛ ላይ የኤሌክትሪክ ድብል ሽፋን ይፈጠራል, ይህም የተወሰነ ልዩነት አለው. የኤሌክትሮል አቅም በብረት ተፈጥሮ, በመፍትሔው እና በሙቀት ውስጥ ያለው የ ionዎች ትኩረት ይወሰናል.

የኤሌክትሮል እምቅ ፍፁም ዋጋ ጄነጠላ ኤሌክትሮድስ በሙከራ ሊታወቅ አይችልም. ይሁን እንጂ በሁለት ኬሚካላዊ የተለያዩ ኤሌክትሮዶች መካከል ያለውን እምቅ ልዩነት መለካት ይቻላል.

ከዜሮ ጋር እኩል የሆነ መደበኛ የሃይድሮጂን ኤሌክትሮክ እምቅ አቅም ለመውሰድ ተስማምተናል. መደበኛ ሃይድሮጂን ኤሌክትሮድ በፕላቲኒየም ስፖንጅ የተሸፈነ የፕላቲኒየም ሳህን, በአሲድ መፍትሄ ውስጥ በሃይድሮጂን ion እንቅስቃሴ 1 ውስጥ ይጠመቃል. ሞል/ሊ.ኤሌክትሮጁ በ 1 ግፊት በሃይድሮጂን ጋዝ ይታጠባል ኤቲኤምእና የሙቀት መጠን 298 ኪ.ይህ ሚዛን ይመሰርታል-

2 N + + 2 ሠ = N 2

ለመደበኛ አቅም j 0የዚህ ብረት ኤሌክትሮል ይወሰዳል ኢ.ኤም.ኤፍከመደበኛ ሃይድሮጂን ኤሌክትሮድስ እና በዚህ ብረት ውስጥ ባለው የጨው መፍትሄ ውስጥ የተቀመጠ የጋለቫኒክ ሴል ፣ እና በመፍትሔው ውስጥ ያሉት የብረት ማያያዣዎች እንቅስቃሴ (በዲዊት መፍትሄዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል) ከ 1 ጋር እኩል መሆን አለበት። ሞል / ሊ; ቲ=298 ኪ; p=1 atm(መደበኛ ሁኔታዎች). የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ዋጋ ሁል ጊዜ የግማሽ ምላሽ ቅነሳ ተብሎ ይጠራል።

እኔ n + +n e - → እኔ

የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ችሎታቸው መጠን እየጨመረ በሄደ መጠን ብረቶች ማደራጀት። ጄ 0ከተቀነሰው የግማሽ ምላሽ ጋር ተመጣጣኝ የሆነ, በርካታ የብረት ቮልቴጅ (የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ብዛት) ተገኝቷል. እንደ ዜሮ የሚወሰደው የስርዓቱ መደበኛ ኤሌክትሮይድ አቅም በተመሳሳይ ረድፍ ውስጥ ተቀምጧል።

Н + +2е - → Н 2

የብረት ኤሌክትሮክ እምቅ ጥገኛነት ጄበሙቀት እና ትኩረት (እንቅስቃሴ) የሚወሰነው በNernst እኩልታ ነው ፣ እሱም በስርዓቱ ላይ ሲተገበር

እኔ n + + n e -→እኔ

በሚከተለው ቅጽ መፃፍ ይቻላል፡-

መደበኛ የኤሌክትሮል አቅም የት አለ ፣ ውስጥ;

አር- ጋዝ ቋሚ; ;

ረ -የፋራዳይ ቋሚ ("96500 ሲ/ሞል);

n -በሂደቱ ውስጥ የሚሳተፉ ኤሌክትሮኖች ብዛት;

አ እኔ n + -በመፍትሔ ውስጥ የብረት ions እንቅስቃሴ, ሞል/ሊ.

ትርጉም መውሰድ ቲ=298ለ፣እናገኛለን

በተጨማሪም ፣ በ dilute መፍትሄዎች ውስጥ ያለው እንቅስቃሴ በ ion ትኩረት በተገለፀው ሊተካ ይችላል። ሞል/ሊ.

ኢ.ኤም.ኤፍየማንኛውም ጋላቫኒክ ሴል በካቶድ እና በአኖድ ኤሌክትሮዶች መካከል ባለው ልዩነት ሊገለጽ ይችላል-

EMF = j cathode -j anode

የንጥሉ አሉታዊ ምሰሶ አኖድ ይባላል ፣ እና የኦክሳይድ ሂደቱ በእሱ ላይ ይከናወናል-

እኔ - ne - → እኔ n +

አወንታዊው ምሰሶው ካቶድ ተብሎ ይጠራል ፣ እና የመቀነሱ ሂደት በእሱ ላይ ይከናወናል-

እኔ n + + ne - → እኔ

የጋልቫኒክ ሴል በስነ-ስርዓት ሊፃፍ ይችላል ፣ ግን የተወሰኑ ህጎች ተጠብቀዋል-

1. በግራ በኩል ያለው ኤሌክትሮል በቅደም ተከተል በብረት - ion ውስጥ መፃፍ አለበት. በቀኝ በኩል ያለው ኤሌክትሮድ በቅደም ተከተል ion - ብረት ውስጥ ተጽፏል. (-) Zn/Zn 2+ //Cu 2+ /Cu (+)

2. በግራ ኤሌክትሮድ ላይ የሚከሰተው ምላሽ እንደ ኦክሳይድ ይመዘገባል, እና በትክክለኛው ኤሌክትሮድ ላይ ያለው ምላሽ በመቀነስ ይመዘገባል.

3. ከሆነ ኢ.ኤም.ኤፍ element > 0፣ ከዚያ የጋልቫኒክ ሴል አሠራር ድንገተኛ ይሆናል። ከሆነ ኢ.ኤም.ኤፍ< 0, то самопроизвольно будет работать обратный гальванический элемент.

ሙከራውን ለማካሄድ ዘዴ

ልምድ 1የመዳብ-ዚንክ ጋልቫኒክ ሴል ቅንብር

ከላቦራቶሪ ረዳት ውስጥ አስፈላጊውን መሳሪያ እና ሬጀንቶችን ያግኙ. ከድምጽ ጋር በቢከር ውስጥ 200 ሚሊ ሊትርአፍስሱ 100 ሚሊ 0.1 ሜየመዳብ ሰልፌት መፍትሄ (II)እና ከኮንዳክተሩ ጋር የተገናኘውን የመዳብ ንጣፍ ወደ ውስጡ ዝቅ ያድርጉት. ወደ ሁለተኛው ብርጭቆ ተመሳሳይ መጠን ያፈስሱ 0.1 ሚየዚንክ ሰልፌት መፍትሄ እና ከኮንዳክተሩ ጋር የተገናኘውን የዚንክ ሳህን ወደ ውስጥ ዝቅ ያድርጉት። ሳህኖቹ በመጀመሪያ በአሸዋ ወረቀት ማጽዳት አለባቸው. ከላቦራቶሪ ረዳት የጨው ድልድይ ያግኙ እና ሁለቱን ኤሌክትሮላይቶች ከእሱ ጋር ያገናኙ. የጨው ድልድይ በጄል (አጋር-አጋር) የተሞላ የብርጭቆ ቱቦ ሲሆን ሁለቱም ጫፎች በጥጥ በጥጥ የተዘጉ ናቸው. ድልድዩ በሶዲየም ሰልፌት በተሞላ የውሃ መፍትሄ ውስጥ ይቀመጣል ፣ በዚህ ምክንያት ጄል ያብጣል እና ionክ ንክኪነትን ያሳያል።

በመምህሩ እርዳታ ቮልቲሜትር ከተፈጠረው የጋለቫኒክ ሴል ምሰሶዎች ጋር ያያይዙ እና ቮልቴጅ ይለኩ (መለኪያው በትንሽ ተቃውሞ በቮልቲሜትር ከተሰራ, ከዚያም በእሴቱ መካከል ያለው ልዩነት). ኢ.ኤም.ኤፍእና ቮልቴጅ ዝቅተኛ ነው). የኔርንስት እኩልታ በመጠቀም የንድፈ ሃሳቡን ዋጋ አስሉ። ኢ.ኤም.ኤፍየጋልቫኒክ ሕዋስ. ቮልቴጅ ያነሰ ነው ኢ.ኤም.ኤፍበኤሌክትሮዶች ፖላራይዜሽን እና በኦሚክ ኪሳራ ምክንያት የ galvanic cell።

ልምድ 2የሶዲየም ሰልፌት መፍትሄ ኤሌክትሮይሲስ

በሙከራው ውስጥ, በጋለቫኒክ ሴል የሚመነጨውን የኤሌክትሪክ ኃይል በመጠቀም, የሶዲየም ሰልፌት ኤሌክትሮላይዜሽን ለማካሄድ ታቅዷል. ይህንን ለማድረግ የሶዲየም ሰልፌት መፍትሄን ወደ ዩ-ቅርጽ ባለው ቱቦ ውስጥ አፍስሱ እና በሁለቱም ክርኖች ውስጥ የመዳብ ሳህኖችን ያስቀምጡ ፣ በአሸዋ ወረቀት የታሸጉ እና ከመዳብ እና ከዚንክ ኤሌክትሮዶች የገሊላውን ሕዋስ ጋር የተገናኙ ፣ በስእል እንደሚታየው ። 2. 2-3 የ phenolphthalein ጠብታዎች በ U ቅርጽ ያለው ቱቦ በእያንዳንዱ ክርናቸው ላይ ይጨምሩ። ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, መፍትሄው በካቶድ የውሃ ቅነሳ ወቅት በአልካላይን መፈጠር ምክንያት በኤሌክትሮላይዘር የካቶድ ክፍተት ውስጥ ወደ ሮዝ ይለወጣል. ይህ የሚያመለክተው የጋልቫኒክ ሴል እንደ ወቅታዊ ምንጭ ሆኖ እንደሚሰራ ነው.

የሶዲየም ሰልፌት የውሃ መፍትሄ ኤሌክትሮላይዜሽን በሚፈጠርበት ጊዜ በካቶድ እና አኖድ ላይ ለሚከሰቱ ሂደቶች እኩልታዎችን ይፃፉ።

(-) ካቶድ አኖድ (+)

የጨው ድልድይ

→ Zn 2+ Cu 2+→

ZnSO 4 Cu SO 4

ANODE (-) ካቶዴ (+)

Zn – 2e - → Zn 2+ CU 2+ + 2e - →Cu

የኦክሳይድ ቅነሳ

12.3 የሚፈለገው የተማሪ ዝግጅት ደረጃ

1. ጽንሰ-ሐሳቦችን እወቅ-የመጀመሪያው እና የሁለተኛው ዓይነት ዳይሬክተሮች, ኤሌክትሮዶች, ጋለቫኒክ ሴል, አኖድ እና ካቶድ የጋለቫኒክ ሴል, ኤሌክትሮይድ እምቅ, መደበኛ ኤሌክትሮክ እምቅ. ኢ.ኤም.ኤፍየጋልቫኒክ ሕዋስ.

2. ስለ ኤሌክትሮዶች እምቅ መከሰት ምክንያቶች እና እነሱን ለመለካት ዘዴዎች ሀሳብ ይኑርዎት.

3. የጋለቫኒክ ሴል አሠራር መርሆዎችን ይወቁ.

4. የኤሌክትሮል አቅምን ለማስላት የኔርንስት እኩልታ መጠቀም መቻል።

5. የጋልቫኒክ ሴሎችን ንድፎችን መጻፍ, ማስላት መቻል ኢ.ኤም.ኤፍ galvanic ሕዋሳት.

ራስን የመቆጣጠር ተግባራት

1. ዳይሬክተሮችን እና ዲኤሌክትሪክን ይግለጹ.

2. በጋለቫኒክ ሴል ውስጥ ያለው አኖድ ለምን አሉታዊ ክፍያ አለው, ነገር ግን በኤሌክትሮላይዘር ውስጥ አዎንታዊ ክፍያ?

3. በኤሌክትሮላይዘር እና በጋለቫኒክ ሴል ውስጥ ባሉ ካቶዶች መካከል ያለው ልዩነት እና ተመሳሳይነት ምንድን ነው?

4. የማግኒዚየም ሰሃን በጨው መፍትሄ ውስጥ ገብቷል. በዚህ ሁኔታ, የማግኒዚየም ኤሌክትሮድስ እምቅ እኩል ሆኖ ተገኝቷል -2.41 ቪ. በ ውስጥ የማግኒዚየም ions ትኩረትን አስሉ ሞል/ሊ. (4.17x10 -2)።

5. በምን ion ትኩረት ዚን 2+ (ሞል/ሊ)የዚንክ ኤሌክትሮድ አቅም ይሆናል 0.015 ቪከመደበኛው ኤሌክትሮድ ያነሰ? (0.3 ሞል/ሊ)

6. ኒኬል እና ኮባልት ኤሌክትሮዶች ወደ መፍትሄዎች ይወርዳሉ, በቅደም ተከተል. ኒ(NO3)2እና ኮ(NO3)2. የሁለቱም ኤሌክትሮዶች አቅም አንድ አይነት እንዲሆን የእነዚህ ብረቶች ionዎች መጠን በምን ሬሾ ውስጥ መሆን አለበት? (C Ni 2+:C Co 2+ = 1:0.117)።

7. በየትኛው ion ትኩረት Cu 2+ቪ ሞል/ሊየመዳብ ኤሌክትሮድ አቅም ከሃይድሮጂን ኤሌክትሮድ መደበኛ አቅም ጋር እኩል ይሆናል? (1.89x 10 -6 ሞል/ሊ)።

8. ዲያግራም ይስሩ, የኤሌክትሮል ሂደቶችን ኤሌክትሮኒካዊ እኩልታዎችን ይፃፉ እና ያሰሉ ኢ.ኤም.ኤፍየካድሚየም እና የማግኒዚየም ንጣፎችን ያቀፈ ጋቫኒክ ሴል ከጨውዎቻቸው ውስጥ በማጎሪያ መፍትሄዎች ውስጥ የተጠመቁ = 1.0 ሞል / ሊ.ዋጋው ይቀየራል ኢ.ኤም.ኤፍ, የእያንዳንዱ ion መጠን ከተቀነሰ 0.01 ሞል / ሊ? (2.244 ቪ).

የላብራቶሪ ሥራ ቁጥር 13

ከጠቅላላው ተከታታይ የመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ ችሎታዎች ከአጠቃላይ እኩልታ ጋር የሚዛመዱትን የኤሌክትሮል ሂደቶችን ብቻ እንመርጣለን

ከዚያም ተከታታይ የብረት ጭንቀቶችን እናገኛለን. ከብረታ ብረት በተጨማሪ, ይህ ተከታታይ ሁልጊዜ ሃይድሮጂንን ያካትታል, ይህም የትኞቹ ብረቶች ሃይድሮጂንን ከአሲድ የውሃ መፍትሄዎች ማፈናቀል እንደሚችሉ እንዲያዩ ያስችልዎታል.

ሠንጠረዥ 19. ተከታታይ የብረት ጭንቀቶች

በጣም አስፈላጊ ለሆኑ ብረቶች በርካታ ጭንቀቶች በሠንጠረዥ ውስጥ ተሰጥተዋል. 19. በጭንቀት ተከታታዮች ውስጥ ያለው የአንድ የተወሰነ ብረት አቀማመጥ በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ በውሃ መፍትሄዎች ውስጥ የ redox መስተጋብር የመሥራት ችሎታን ያሳያል. የብረታ ብረት ionዎች ኦክሳይድ ወኪሎች ናቸው, እና ብረቶች በቀላል ንጥረ ነገሮች መልክ ወኪሎችን ይቀንሳል. ከዚህም በላይ, ተጨማሪ አንድ ብረት በቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ ይገኛል, አንድ aqueous መፍትሔ ውስጥ ያለውን ጠንካራ oxidizing ወኪል በውስጡ አየኖች ናቸው, እና በግልባጩ, ብረት ወደ ተከታታይ መጀመሪያ ቅርብ ነው, አንድ ቀላል ያለውን በመቀነስ ባህሪያት ጠንካራ ይሆናል. ንጥረ ነገር - ብረት.

የኤሌክትሮድ ሂደት አቅም

በገለልተኛ አካባቢ ከ B ጋር እኩል ነው (ገጽ 273 ይመልከቱ). በተከታታዩ መጀመሪያ ላይ ንቁ የሆኑ ብረቶች ከ -0.41 ቮ አሉታዊ እምቅ አቅም ያላቸው, ሃይድሮጂንን ከውሃ ያስወግዳሉ. ማግኒዥየም ሃይድሮጂንን የሚፈሰው ከሙቅ ውሃ ብቻ ነው። በማግኒዚየም እና በካድሚየም መካከል የሚገኙት ብረቶች በአጠቃላይ ሃይድሮጅንን ከውሃ አያፈናቅሉም. በእነዚህ ብረቶች ላይ የኦክሳይድ ፊልሞች ተፈጥረዋል, ይህም የመከላከያ ውጤት አለው.

በማግኒዚየም እና በሃይድሮጅን መካከል የሚገኙት ብረቶች ሃይድሮጅንን ከአሲድ መፍትሄዎች ያፈናቅላሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የመከላከያ ፊልሞችም በአንዳንድ ብረቶች ላይ ተፈጥረዋል, ምላሹን ይከለክላሉ. ስለዚህ, በአሉሚኒየም ላይ ያለው ኦክሳይድ ፊልም ይህ ብረት በውሃ ውስጥ ብቻ ሳይሆን በተወሰኑ አሲዶች መፍትሄዎች ውስጥ እንዲረጋጋ ያደርገዋል. እርሳሱ ከሰልፈሪክ አሲድ ጋር ምላሽ በሚሰጥበት ጊዜ የሚፈጠረው ጨው የማይሟሟ እና በብረት ወለል ላይ መከላከያ ፊልም ስለሚፈጥር ከዚህ በታች ባለው ትኩረት በሰልፈሪክ አሲድ ውስጥ አይሟሟም። በውስጡ ወለል ላይ መከላከያ ኦክሳይድ ወይም ጨው ፊልሞች ፊት ምክንያት ብረት oxidation ጥልቅ inhibition ያለውን ክስተት, passivity ይባላል, እና በዚህ ጉዳይ ላይ ያለውን ብረት ሁኔታ ተገብሮ ሁኔታ ይባላል.

ብረቶች ከጨው መፍትሄዎች እርስ በርስ የመፈናቀል ችሎታ አላቸው. የምላሹ አቅጣጫ የሚወሰነው በተከታታይ ውጥረቶች ውስጥ ባለው አንጻራዊ ቦታቸው ነው. የእንደዚህ አይነት ምላሾችን ልዩ ጉዳዮችን በሚመለከቱበት ጊዜ ንቁ ብረቶች ሃይድሮጂንን ከውሃ ብቻ ሳይሆን ከማንኛውም የውሃ መፍትሄ እንደሚያስወግዱ መታወስ አለበት። ስለዚህ የብረታ ብረትን ከጨው መፍትሄዎች በጋራ መፈናቀላቸው የሚከሰተው ከማግኒዚየም በኋላ በተከታታይ ውስጥ በሚገኙ ብረቶች ላይ ብቻ ነው.

ቤኬቶቭ ብረቶችን ከውህዶቻቸው በሌሎች ብረቶች መፈናቀልን በዝርዝር ያጠና የመጀመሪያው ነው። በስራው ምክንያት ብረቶችን በኬሚካላዊ ተግባራቸው መሰረት ወደ መፈናቀል ተከታታይነት ያዘጋጃል, ይህም ተከታታይ የብረት ጭንቀቶች ምሳሌ ነው.

የአንዳንድ ብረቶች የጭንቀት ተከታታይ እና በቅድመ-እይታ ሰንጠረዥ ውስጥ ያለው አንጻራዊ አቀማመጥ እርስ በርስ አይጣጣምም. ለምሳሌ, በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ባለው አቀማመጥ መሰረት, የፖታስየም ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ከሶዲየም, እና ሶዲየም - ከሊቲየም የበለጠ መሆን አለበት. በተከታታይ ቮልቴጅ ውስጥ, ሊቲየም በጣም ንቁ ነው, እና ፖታስየም በሊቲየም እና በሶዲየም መካከል መካከለኛ ቦታን ይይዛል. ዚንክ እና መዳብ, በየጊዜው ሰንጠረዥ ውስጥ ያላቸውን ቦታ መሠረት, በግምት እኩል ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ሊኖራቸው ይገባል, ነገር ግን የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ, ዚንክ ከመዳብ በጣም ቀደም ብሎ ይገኛል. የዚህ ዓይነቱ አለመጣጣም ምክንያት እንደሚከተለው ነው.

በጊዜያዊ ሠንጠረዥ ውስጥ አንድ ወይም ሌላ ቦታ የሚይዙትን ብረቶች ሲያወዳድሩ የነጻ አተሞች ionization ሃይል እንደ ኬሚካላዊ እንቅስቃሴያቸው መለኪያ ይወሰዳል - ችሎታን ይቀንሳል። በእርግጥም ፣ ለምሳሌ ፣ ከላይ ወደ ታች በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ ፣ ​​በቡድን I የወቅቱ ስርዓት ዋና ንዑስ ቡድን ውስጥ ፣ የአተሞች ionization ኃይል እየቀነሰ ይሄዳል ፣ ይህም ራዲዮቻቸው ከመጨመር ጋር ተያይዞ ነው (ማለትም ፣ ከውጫዊ ኤሌክትሮኖች የበለጠ ርቀት ጋር)። ከኒውክሊየስ) እና የኒውክሊየስን አወንታዊ ክፍያ በመካከለኛ ኤሌክትሮኒካዊ ሽፋኖች በማጣራት (አንቀጽ 31 ይመልከቱ)። ስለዚህ የፖታስየም አተሞች ከፍተኛ የኬሚካላዊ እንቅስቃሴን ያሳያሉ - ከሶዲየም አተሞች የበለጠ ጠንካራ የመቀነስ ባህሪያት አላቸው, እና የሶዲየም አተሞች ከሊቲየም አተሞች የበለጠ እንቅስቃሴ ያሳያሉ.

ብረቶችን በተከታታይ ቮልቴጅ ውስጥ በማነፃፀር, በጠንካራ ሁኔታ ውስጥ ያለውን ብረትን በውሃ መፍትሄ ውስጥ ወደ እርጥበት ions የመቀየር ስራ እንደ የኬሚካላዊ እንቅስቃሴ መለኪያ ይወሰዳል. ይህ ሥራ ሦስት ቃላት ድምር ሆኖ ሊወከል ይችላል: ወደ atomization ኃይል - አንድ የብረት ክሪስታል ወደ ገለልተኛ አተሞች መለወጥ, የነጻ ብረት አቶሞች ionization ኃይል እና በውጤቱም አየኖች hydration ኃይል. Atomization ሃይል የአንድ የተወሰነ ብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ ጥንካሬን ያሳያል። የአተሞች ionization ኃይል - የቫሌሽን ኤሌክትሮኖች ከነሱ መወገድ - በቀጥታ የሚወሰነው በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ባለው የብረት አቀማመጥ ነው. በእርጥበት ጊዜ የሚለቀቀው ኃይል በ ion ኤሌክትሮኒክ መዋቅር, ክፍያው እና ራዲየስ ላይ ይወሰናል.

የሊቲየም እና የፖታስየም ionዎች ፣ ተመሳሳይ ክፍያ ፣ ግን የተለያዩ ራዲየስ ፣ በዙሪያቸው እኩል ያልሆኑ የኤሌክትሪክ መስኮችን ይፈጥራሉ ። በትንሽ ሊቲየም ionዎች አቅራቢያ የሚፈጠረው መስክ ከትላልቅ ፖታስየም ions አቅራቢያ ካለው መስክ የበለጠ ጠንካራ ይሆናል. ከዚህ በግልጽ መረዳት እንደሚቻለው የሊቲየም ionዎች ከፖታስየም ions የበለጠ ኃይል በመልቀቃቸው ይረጫሉ.

ስለዚህ, ከግምት ውስጥ ባለው ትራንስፎርሜሽን ወቅት, ሃይል በአቶሚዜሽን ላይ ይውላል እና ionization እና ሃይል በእርጥበት ጊዜ ይለቀቃል. የአጠቃላይ የኃይል ፍጆታ ዝቅተኛ, አጠቃላይ ሂደቱ ቀላል ይሆናል እና ወደ ውጥረቱ ተከታታዮች መጀመሪያ የሚቀርበው ብረት ይገኛል. ነገር ግን ከሦስቱ የአጠቃላይ የኢነርጂ ሚዛን አንድ ብቻ - ionization energy - በቀጥታ የሚወሰነው በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ባለው የብረት አቀማመጥ ነው. በውጤቱም, በጭንቀት ተከታታይ ውስጥ የአንዳንድ ብረቶች አንጻራዊ አቀማመጥ ሁልጊዜ በወቅታዊ ሰንጠረዥ ውስጥ ካለው ቦታ ጋር እንደሚመሳሰል የሚጠበቅ ምንም ምክንያት የለም. ስለዚህ, ለሊቲየም, አጠቃላይ የኃይል ፍጆታ ከፖታስየም ያነሰ ሆኖ ተገኝቷል, በዚህ መሠረት ሊቲየም በቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ ከፖታስየም በፊት ይመጣል.

ለመዳብ እና ለዚንክ የነፃ አተሞች ionization እና በ ion hydration ወቅት የኃይል መጨመር የኃይል ወጪዎች ቅርብ ናቸው። ነገር ግን የብረታ ብረት መዳብ ከዚንክ የበለጠ ጠንካራ የሆነ ክሪስታል ጥልፍልፍ ይፈጥራል፣ ከእነዚህ ብረቶች የሙቀት መጠን ጋር ሲነጻጸር እንደሚታየው፡ ዚንክ ይቀልጣል በ , እና መዳብ ብቻ በ . ስለዚህ በእነዚህ ብረቶች መካከል ያለውን atomization ላይ የሚያሳልፈው ኃይል ጉልህ የተለየ ነው, በዚህም ምክንያት መዳብ ሁኔታ ውስጥ አጠቃላይ ሂደት የሚሆን ጠቅላላ የኃይል ወጪዎች ዚንክ ሁኔታ ውስጥ ይልቅ እጅግ የሚበልጥ ነው, ይህም አንጻራዊ አቋም እነዚህ ይገልጻል. በጭንቀት ተከታታይ ውስጥ ብረቶች.

ከውሃ ወደ ውሃ ያልሆኑ ፈሳሾች በሚተላለፉበት ጊዜ በቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ ያሉት ብረቶች አንጻራዊ አቀማመጥ ሊለወጡ ይችላሉ. ይህ የሆነበት ምክንያት የተለያዩ የብረት ionዎች የመፍትሄ ኃይል ከአንዱ ፈሳሽ ወደ ሌላ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በተለያየ መንገድ ይለዋወጣል.

በተለይም, የመዳብ ion በአንዳንድ ኦርጋኒክ መሟሟት ውስጥ በጣም በኃይል ይሟሟል; ይህ በእንደዚህ አይነት መሟሟቶች ውስጥ መዳብ ከሃይድሮጂን በፊት ባለው የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ እንደሚገኝ እና ከአሲድ መፍትሄዎች እንዲፈናቀል ያደርገዋል.

ስለዚህ, ንጥረ ነገሮች መካከል በየጊዜው ሥርዓት, ተከታታይ ብረት ውጥረት አጠቃላይ ጥለት ነጸብራቅ አይደለም, መሠረት, ይህ ብረቶች መካከል ኬሚካላዊ ባህሪያት መካከል አጠቃላይ ባሕርይ መስጠት ይቻላል. ተከታታይ የቮልቴጅዎች የኤሌክትሮኬሚካላዊ ስርዓት "ብረት - ብረት ion" በጥብቅ በተገለጹ ሁኔታዎች ውስጥ ያለውን የመልሶ ማቋቋም ችሎታን ብቻ ያሳያሉ-በእሱ ውስጥ የተሰጡት እሴቶች የብረት ions የውሃ መፍትሄን ፣ የሙቀት መጠንን እና አሃድ ትኩረትን (እንቅስቃሴን) ያመለክታሉ ።

ከተከታታይ ቮልቴጅ ምን መረጃ ማግኘት ይቻላል?

በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ የተለያዩ የብረት ቮልቴጅዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. በተለይም የበርካታ ምላሾች ውጤቶች እና እንዲያውም የመተግበራቸው ዕድል በ NER ውስጥ ባለው የተወሰነ ብረት አቀማመጥ ላይ የተመሰረተ ነው. ስለዚህ ጉዳይ የበለጠ በዝርዝር እንወያይበት.

ብረቶች ከአሲድ ጋር መስተጋብር

ከሃይድሮጅን በስተግራ ባለው የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ የሚገኙት ብረቶች ከአሲዶች ጋር ምላሽ ይሰጣሉ - ኦክሳይድ ያልሆኑ ወኪሎች። ከኤች በስተቀኝ በ ERN ውስጥ የሚገኙት ብረቶች ከኦክሳይድ አሲድ (በተለይ ከHNO 3 እና ከተከማቸ ሸ 2 SO 4) ጋር ብቻ ይገናኛሉ።

ምሳሌ 1. ዚንክ በ NER ውስጥ ከሃይድሮጂን በስተግራ ይገኛል ፣ ስለሆነም ከሁሉም አሲዶች ጋር ምላሽ መስጠት ይችላል ።

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

ምሳሌ 2. መዳብ ከኤች በስተቀኝ በ ERN ውስጥ ይገኛል; ይህ ብረት ከ “ተራ” አሲዶች (HCl ፣ H 3 PO 4 ፣ HBr ፣ ኦርጋኒክ አሲዶች) ጋር ምላሽ አይሰጥም ፣ ግን ከኦክሳይድ አሲዶች (ናይትሪክ ፣ የተጠናከረ ሰልፈሪክ) ጋር ይገናኛል ።

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Cu + 2H 2 SO 4 (conc.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

ትኩረትዎን ወደ አንድ አስፈላጊ ነጥብ ለመሳብ እፈልጋለሁ: ብረቶች ከኦክሳይድ አሲዶች ጋር ሲገናኙ, የሚለቀቀው ሃይድሮጂን ሳይሆን አንዳንድ ሌሎች ውህዶች ነው. ስለዚህ ጉዳይ የበለጠ ማንበብ ይችላሉ!

ብረቶች ከውሃ ጋር መስተጋብር

በ Mg ግራ ባለው የቮልቴጅ ተከታታይ ውስጥ የሚገኙት ብረቶች በክፍል ሙቀት ውስጥ ሃይድሮጂንን በመልቀቅ እና የአልካላይን መፍትሄ በመፍጠር በቀላሉ ከውሃ ጋር ምላሽ ይሰጣሉ።

ምሳሌ 3. የአልካላይን መፍትሄ ለመፍጠር ሶዲየም ፣ ፖታሲየም ፣ ካልሲየም በቀላሉ በውሃ ውስጥ ይቀልጣሉ ።

2ናኦ + 2ህ 2 O = 2 ናኦህ + ኤች 2

2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

በቮልቴጅ ውስጥ የሚገኙት ብረቶች ከሃይድሮጂን እስከ ማግኒዥየም (አካታች) በአንዳንድ ሁኔታዎች ከውሃ ጋር ይገናኛሉ, ነገር ግን ምላሾቹ ልዩ ሁኔታዎችን ይጠይቃሉ. ለምሳሌ, አሉሚኒየም እና ማግኒዥየም ከ H 2 O ጋር መገናኘት የሚጀምሩት የኦክሳይድ ፊልም ከብረት ወለል ላይ ካስወገዱ በኋላ ብቻ ነው. ብረት በቤት ሙቀት ውስጥ ከውሃ ጋር ምላሽ አይሰጥም, ነገር ግን በውሃ ትነት ምላሽ ይሰጣል. ኮባልት፣ ኒኬል፣ ቆርቆሮ እና እርሳስ በክፍል ሙቀት ውስጥ ብቻ ሳይሆን ሲሞቁ ከH 2 O ጋር አይገናኙም።

በ ERN በቀኝ በኩል የሚገኙት ብረቶች (ብር, ወርቅ, ፕላቲኒየም) በማንኛውም ሁኔታ ከውሃ ጋር ምላሽ አይሰጡም.

ከጨው የውሃ መፍትሄዎች ጋር የብረት መስተጋብር

ስለሚከተሉት ዓይነት ምላሾች እንነጋገራለን-

ብረት (*) + የብረት ጨው (**) = ብረት (**) + የብረት ጨው (*)

በዚህ ጉዳይ ላይ ያሉት ኮከቦች የኦክሳይድ ሁኔታን ወይም የብረታቱን ቫልነት እንደማይጠቁሙ አፅንዖት መስጠት እፈልጋለሁ ፣ ግን በቀላሉ አንድ ሰው በብረት ቁጥር 1 እና በብረት ቁጥር 2 መካከል እንዲለይ መፍቀድ ።

እንዲህ ዓይነቱን ምላሽ ለመፈጸም ሦስት ሁኔታዎች በአንድ ጊዜ መሟላት አለባቸው.

1. በሂደቱ ውስጥ የተካተቱት ጨዎች በውሃ ውስጥ መሟሟት አለባቸው (ይህ በቀላሉ የሟሟ ሠንጠረዥን በመጠቀም ማረጋገጥ ይቻላል);
2. ብረቱ (*) ከብረት በስተግራ ባለው የጭንቀት ተከታታይ ውስጥ መሆን አለበት (**);
3. ብረቱ (*) በውሃ ምላሽ መስጠት የለበትም (ይህም በቀላሉ በ ESI የተረጋገጠ ነው)።

ምሳሌ 4. ጥቂት ምላሾችን እንመልከት፡-

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

K + Ni (NO 3) 2 ≠

የመጀመሪያው ምላሽ በቀላሉ የሚቻል ነው, ሁሉም ከላይ የተጠቀሱት ሁኔታዎች ተሟልተዋል: የመዳብ ሰልፌት በውሃ ውስጥ ይሟሟል, ዚንክ በ NER ውስጥ ከመዳብ በስተግራ, Zn ከውሃ ጋር ምላሽ አይሰጥም.

ሁለተኛው ምላሽ የማይቻል ነው ምክንያቱም የመጀመሪያው ሁኔታ አልተሟላም (መዳብ (II) ሰልፋይድ በውሃ ውስጥ ሊሟሟ የማይችል ነው). እርሳስ ከብረት ያነሰ ንቁ የሆነ ብረት ስለሆነ (በቀኝ በኩል በ ESR ውስጥ የሚገኝ) ስለሆነ ሦስተኛው ምላሽ ተግባራዊ ሊሆን አይችልም። በመጨረሻም ፣ አራተኛው ሂደት የኒኬል ዝናብ አያስከትልም ፣ ምክንያቱም ፖታስየም ከውሃ ጋር ምላሽ ይሰጣል ። የተገኘው ፖታስየም ሃይድሮክሳይድ ከጨው መፍትሄ ጋር ምላሽ ሊሰጥ ይችላል, ነገር ግን ይህ ሙሉ ለሙሉ የተለየ ሂደት ነው.

የናይትሬትስ የሙቀት መበስበስ ሂደት

ናይትሬትስ የናይትሪክ አሲድ ጨው መሆኑን ላስታውስህ። ሁሉም ናይትሬቶች ሲሞቁ ይበሰብሳሉ, ነገር ግን የመበስበስ ምርቶች ስብጥር ሊለያይ ይችላል. አጻጻፉ የሚወሰነው በጭንቀት ተከታታይ ውስጥ ባለው የብረት አቀማመጥ ነው.

ከማግኒዚየም በስተግራ በ NER ውስጥ የሚገኙት ናይትሬትስ ብረቶች ሲሞቁ ተጓዳኝ ናይትሬት እና ኦክሲጅን ይፈጥራሉ።

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

በቮልቴጅ ውስጥ ከሚገኙት የብረት ናይትሬትስ የሙቀት መጠን ከ Mg እስከ Cu አካታች ፣ ብረት ኦክሳይድ ፣ NO 2 እና ኦክስጅን ይፈጠራሉ ።

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

በመጨረሻም, በትንሹ ንቁ ብረቶች ናይትሬትስ መበስበስ ወቅት (ከመዳብ በስተቀኝ ERN ውስጥ በሚገኘው), ብረት, ናይትሮጅን ዳይኦክሳይድ እና ኦክስጅን ይፈጠራሉ.

ብረቶች

ብዙ ኬሚካላዊ ምላሾች ቀላል ንጥረ ነገሮችን በተለይም ብረቶች ያካትታሉ. ይሁን እንጂ የተለያዩ ብረቶች በኬሚካላዊ ግንኙነቶች ውስጥ የተለያዩ እንቅስቃሴዎችን ያሳያሉ, እና ይህ ምላሽ መከሰቱን ወይም አለመሆኑን ይወስናል.

የብረታ ብረት እንቅስቃሴ በጨመረ መጠን ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር በንቃት ይሠራል። እንደ እንቅስቃሴው, ሁሉም ብረቶች በተከታታይ ሊደረደሩ ይችላሉ, እሱም የብረት እንቅስቃሴ ተከታታይ, ወይም የመፈናቀል ተከታታይ ብረቶች, ወይም የብረት ቮልቴጅ ተከታታይ, እንዲሁም ኤሌክትሮኬሚካላዊ ተከታታይ የብረት ቮልቴጅ ይባላል. ይህ ተከታታይ ትምህርት ለመጀመሪያ ጊዜ የተካሄደው በታላቅ የዩክሬን ሳይንቲስት ኤም.M. Beketov, ስለዚህ ይህ ተከታታይ የቤኬቶቭ ተከታታይ ተብሎም ይጠራል.

የቤኬቶቭ ብረቶች ተከታታይ እንቅስቃሴ የሚከተለው ቅጽ አለው (በጣም የተለመዱ ብረቶች ተሰጥተዋል)

K > Ca > ና > ማግ > አል > ዜን > ፌ > ኒ > ኤስን > ፒብ > > H 2 > ኩ > ኤችጂ > አግ > አው.

በዚህ ተከታታይ ውስጥ, ብረቶች በእንቅስቃሴያቸው መቀነስ የተደረደሩ ናቸው. ከተሰጡት ብረቶች መካከል በጣም ንቁ የሆነው ፖታስየም ነው, እና አነስተኛ ገቢር ወርቅ ነው. ይህንን ተከታታይ በመጠቀም የትኛው ብረት ከሌላው የበለጠ ንቁ እንደሆነ መወሰን ይችላሉ. በዚህ ተከታታይ ውስጥ ሃይድሮጅንም አለ. እርግጥ ነው, ሃይድሮጂን ብረት አይደለም, ነገር ግን በዚህ ተከታታይ ውስጥ እንቅስቃሴው እንደ መነሻ (የዜሮ ዓይነት) ይወሰዳል.

ብረቶች ከውሃ ጋር መስተጋብር

ብረቶች ሃይድሮጂንን ከአሲድ መፍትሄዎች ብቻ ሳይሆን ከውሃም ጭምር ማስወገድ ይችላሉ. ልክ እንደ አሲዶች, የብረታ ብረት ከውሃ ጋር ያለው ግንኙነት እንቅስቃሴ ከግራ ወደ ቀኝ ይጨምራል.

እስከ ማግኒዚየም ድረስ ባለው የእንቅስቃሴ ተከታታይ ውስጥ ያሉ ብረቶች በተለመደው ሁኔታ ውስጥ ከውሃ ጋር ምላሽ የመስጠት ችሎታ አላቸው። እነዚህ ብረቶች ሲገናኙ አልካላይስ እና ሃይድሮጂን ይፈጠራሉ ለምሳሌ፡-

በእንቅስቃሴው ተከታታይ ውስጥ ከሃይድሮጂን በፊት የሚመጡ ሌሎች ብረቶች ከውሃ ጋር መስተጋብር ሊፈጥሩ ይችላሉ, ነገር ግን ይህ በጣም ከባድ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ይከሰታል. መስተጋብር ለመፍጠር, ከመጠን በላይ ሙቀት ያለው የውሃ ትነት በጋለ ብረት ውስጥ ይለፋሉ. በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ሃይድሮክሳይድ ከአሁን በኋላ ሊኖሩ አይችሉም ፣ ስለሆነም የምላሽ ምርቶች ተዛማጅ የብረት ንጥረ ነገር እና ሃይድሮጂን ኦክሳይድ ናቸው ።

በድርጊት ተከታታይ ውስጥ ባለው ቦታ ላይ የብረታ ብረት ኬሚካላዊ ባህሪያት ጥገኛ

← የብረታ ብረት እንቅስቃሴ ይጨምራል

ሃይድሮጅንን ከአሲድ ያስወግዳል

ሃይድሮጅንን ከአሲድ አይለቅም

ሃይድሮጅንን ከውሃ ያስወግዳል, አልካላይን ይፈጥራል

ሃይድሮጅንን ከውሃ በከፍተኛ ሙቀት ያፈላልጋል, ኦክሳይድ ይፈጥራል

3 ከውሃ ጋር አይገናኙ

ጨውን ከውሃ መፍትሄ ለማንሳት የማይቻል ነው

የበለጠ ንቁ የሆነ ብረት ከጨው መፍትሄ ወይም ከኦክሳይድ ማቅለጥ በማፈናቀል ማግኘት ይቻላል

ብረቶች ከጨው ጋር መስተጋብር

ጨው በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ከሆነ, በውስጡ ያለው የብረት ንጥረ ነገር አቶም ይበልጥ ንቁ በሆነ ንጥረ ነገር አቶም ሊተካ ይችላል. የብረት ሳህን በ Cuprum (II) ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ ካስጠመቁ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ መዳብ በቀይ ሽፋን መልክ ይለቀቃል.

ነገር ግን አንድ የብር ሳህን በኩፉረም (II) ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ ከተጠመቀ ምንም ምላሽ አይከሰትም-

ኩሩም በብረት እንቅስቃሴ ረድፍ ውስጥ በግራ በኩል ባለው በማንኛውም ብረት ሊተካ ይችላል። ሆኖም ግን, በተከታታዩ መጀመሪያ ላይ የሚገኙት ብረቶች ሶዲየም, ፖታሲየም, ወዘተ ናቸው. - ለዚህ ተስማሚ አይደሉም, ምክንያቱም በጣም ንቁ ስለሆኑ ከጨው ጋር አይገናኙም, ነገር ግን ይህ ጨው በሚሟሟበት ውሃ ውስጥ.

ብረቶችን ከጨው ውስጥ ይበልጥ ንቁ በሆኑ ብረቶች መፈናቀል ለብረታ ብረት ማውጣት በኢንዱስትሪ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል።

ብረቶች ከኦክሳይድ ጋር መስተጋብር

የብረት ንጥረ ነገሮች ኦክሳይድ ከብረት ጋር መስተጋብር መፍጠር ይችላሉ. የበለጠ ንቁ ብረቶች አነስተኛ ንቁ የሆኑትን ከኦክሳይድ ያፈናቅላሉ፡-

ነገር ግን, ከጨው ጋር እንደ ብረቶች ምላሽ ሳይሆን, በዚህ ሁኔታ ምላሹ እንዲከሰት ኦክሳይዶች መቅለጥ አለባቸው. ብረትን ከኦክሳይድ ለማውጣት በእንቅስቃሴው ረድፍ በግራ በኩል የሚገኘውን ማንኛውንም ብረት መጠቀም ይችላሉ ፣ በጣም ንቁ የሆነው ሶዲየም እና ፖታስየም ፣ ምክንያቱም የቀለጠ ኦክሳይድ ውሃ ስለሌለው።

የብረታ ብረት ከኦክሳይድ ጋር ያለው ግንኙነት ሌሎች ብረቶች ለማውጣት በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. ለዚህ ዘዴ በጣም ተግባራዊ የሆነው ብረት አልሙኒየም ነው. በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተስፋፋ ሲሆን ለማምረት ርካሽ ነው. በተጨማሪም የበለጠ ንቁ ብረቶች (ካልሲየም, ሶዲየም, ፖታሲየም) መጠቀም ይችላሉ, ነገር ግን በመጀመሪያ, ከአሉሚኒየም የበለጠ ውድ ናቸው, ሁለተኛም, እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ምክንያት, በፋብሪካዎች ውስጥ ለማቆየት በጣም አስቸጋሪ ናቸው. ይህ በአሉሚኒየም በመጠቀም ብረቶችን የማውጣት ዘዴ አልሙሞተርሚ ይባላል።

በቀላሉ ምላሽ የሚሰጡ ብረቶች ንቁ ብረቶች ይባላሉ. እነዚህም አልካላይን, አልካላይን የምድር ብረቶች እና አሉሚኒየም ያካትታሉ.

በቋሚ ሰንጠረዥ ውስጥ አቀማመጥ

በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ የንጥረ ነገሮች ብረት ባህሪያት ከግራ ወደ ቀኝ ይቀንሳሉ. ስለዚህ የቡድኖች I እና II በጣም ንቁ እንደሆኑ ይቆጠራሉ።

ሩዝ. 1. በጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ንቁ ብረቶች.

ሁሉም ብረቶች ኤጀንቶችን እየቀነሱ እና በቀላሉ ከኤሌክትሮኖች ጋር በውጫዊ የኃይል ደረጃ ይከፋፈላሉ. ንቁ ብረቶች አንድ ወይም ሁለት የቫልዩል ኤሌክትሮኖች ብቻ አላቸው. በዚህ ሁኔታ, የብረታ ብረት ባህሪያት የኃይል ደረጃዎችን በመጨመር ከላይ ወደ ታች ይጨምራሉ, ምክንያቱም ኤሌክትሮን ከአቶም አስኳል በሆነ መጠን መለያየት ቀላል ይሆንለታል።

የአልካሊ ብረቶች በጣም ንቁ እንደሆኑ ይቆጠራሉ-

• ሊቲየም;
• ሶዲየም;
• ፖታስየም;
• rubidium;
• ሲሲየም;
• ፈረንሳይኛ

የአልካላይን ብረቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

• ቤሪሊየም;
• ማግኒዥየም;
• ካልሲየም;
• ስትሮንቲየም;
• ባሪየም;
• ራዲየም.

የብረታ ብረት እንቅስቃሴ መጠን በኤሌክትሮኬሚካላዊ ተከታታይ የብረት ቮልቴጅ ሊወሰን ይችላል. ከሃይድሮጅን በስተግራ አንድ ኤለመንቱ ይገኛል, የበለጠ ንቁ ነው. ከሃይድሮጂን በስተቀኝ ያሉት ብረቶች እንቅስቃሴ-አልባ ናቸው እና ምላሽ መስጠት የሚችሉት በተከማቹ አሲዶች ብቻ ነው።

ሩዝ. 2. ኤሌክትሮኬሚካላዊ ተከታታይ የቮልቴጅ ብረቶች.

በኬሚስትሪ ውስጥ ያሉ የንቁ ብረቶች ዝርዝር አልሙኒየምን ያጠቃልላል, በቡድን III እና በሃይድሮጂን ግራ በኩል ይገኛል. ይሁን እንጂ አሉሚኒየም ንቁ እና መካከለኛ ንቁ ብረቶች ድንበር ላይ ነው እና መደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ አንዳንድ ንጥረ ጋር ምላሽ አይደለም.

ንብረቶች

ንቁ ብረቶች ለስላሳ (በቢላ ሊቆረጡ ይችላሉ), ቀላል እና ዝቅተኛ የማቅለጫ ነጥብ አላቸው.

የብረታ ብረት ዋና ኬሚካላዊ ባህሪያት በሰንጠረዥ ውስጥ ቀርበዋል.

ምላሽ	እኩልታው	በስተቀር
የአልካሊ ብረቶች ከኦክሲጅን ጋር በሚገናኙበት ጊዜ በድንገት በአየር ውስጥ ይቃጠላሉ	K + O 2 → KO 2	ሊቲየም ከኦክሲጅን ጋር የሚሠራው በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ብቻ ነው
የአልካላይን የምድር ብረቶች እና አልሙኒየም ኦክሳይድ ፊልም በአየር ውስጥ ይፈጥራሉ እና ሲሞቁ በድንገት ያቃጥላሉ	2Ca + O 2 → 2CaO
ጨው ለመፍጠር ከቀላል ንጥረ ነገሮች ጋር ምላሽ ይስጡ	Ca + Br 2 → ካብር 2; - 2Al + 3S → Al 2 S 3	አሉሚኒየም ከሃይድሮጂን ጋር ምላሽ አይሰጥም
አልካላይስ እና ሃይድሮጂን በመፍጠር በውሃ ኃይለኛ ምላሽ ይስጡ	- Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2+H 2	ከሊቲየም ጋር ያለው ምላሽ ቀርፋፋ ነው። አልሙኒየም ከውሃ ጋር ምላሽ የሚሰጠው የኦክሳይድ ፊልም ካስወገደ በኋላ ብቻ ነው
ጨዎችን ለመፍጠር ከአሲዶች ጋር ምላሽ ይስጡ	Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2; 2K + 2HMnO 4 → 2KMnO 4+H 2
ከጨው መፍትሄዎች ጋር ይገናኙ, በመጀመሪያ በውሃ እና ከዚያም በጨው	2Na + CuCl 2 + 2H 2 O፡ 2ናኦ + 2ህ 2 ኦ → 2ናኦህ + ኤች 2; - 2NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

ንቁ ብረቶች በቀላሉ ምላሽ ይሰጣሉ, ስለዚህ በተፈጥሮ ውስጥ የሚገኙት በድብልቅ ብቻ ነው - ማዕድናት, ዐለቶች.

ሩዝ. 3. ማዕድናት እና ንጹህ ብረቶች.

ምን ተማርን?

ንቁ ብረቶች የቡድኖች I እና II - አልካላይን እና አልካላይን የምድር ብረቶች እንዲሁም አሉሚኒየም ያካትታሉ. የእነሱ እንቅስቃሴ የሚወሰነው በአተም መዋቅር ነው - ጥቂት ኤሌክትሮኖች በቀላሉ ከውጫዊ የኃይል ደረጃ ይለያያሉ. እነዚህ ቀላል እና ውስብስብ ከሆኑ ንጥረ ነገሮች ጋር በፍጥነት ምላሽ የሚሰጡ ለስላሳ ብርሃን ብረቶች ናቸው, ኦክሳይድ, ሃይድሮክሳይድ እና ጨዎችን ይፈጥራሉ. አልሙኒየም ወደ ሃይድሮጂን ቅርብ ነው እና ከቁስ አካላት ጋር ያለው ምላሽ ተጨማሪ ሁኔታዎችን ይፈልጋል - ከፍተኛ ሙቀት ፣ የኦክሳይድ ፊልም መጥፋት።

በርዕሱ ላይ ይሞክሩት

የሪፖርቱ ግምገማ

አማካኝ ደረጃ 4.4. የተቀበሉት አጠቃላይ ደረጃዎች፡ 339