Измерение ЭДС элемента.
Соберите гальванические элементы:
а) Даниэля-Якоби Zn/ZnSO4//CuSO4/Cu
1M 1M
б) Вольта Zn/H2SO4/Cu
1M
Растворы соедините мостиком, заполненным электролитом. Запишите
показания вольтметра.
Задание.
1. Напишите уравнения процессов, протекающих при работе этих
гальванических элементов.
2. Запишите величины электродных потенциалов, приняв условно, что
концентрация ионов равна активностям.
3. Рассчитайте ЭДС элемента и сравните ее с экспериментальным значением.
4. Используя измеренную величину ЭДС, определите энергию Гиббса.
Опыт №2. Влияние концентрации растворов электролитов на ЭДС
гальванического элемента.
Соберите медно-цинковый элемент (элемент Даниэля-Якоби). Залейте в
сосуды растворы CuSO4 и ZnSO4 разной концентрации по указанию
преподавателя. Растворы соедините мостиком, заполненным электролитом.
Измерьте ЭДС.
Рассчитайте равновесные потенциалы электродов по формуле Нернста,
приняв условно, что концентрация ионов рана активности. Рассчитайте ЭДС,
сравните ее с измеренной.
Составьте схему элемента, уравнения электродных реакций. Результаты
расчетов и измерения запишите в таблицу.
Концентрация растворов
моль/л- CuSO4 ZnSO4
Равновесные потенциалы
электродов- E cu^2+/cu E zn^2+/zn
ЭДС
расчета-
ЭДС
измерений-
Объясните влияние концентрации на величину равновесного потенциала
и ЭДС. Постройте график зависимости ЭДС от концентрации (активности)
ионов.
Составлять химические уравнения и производить расчеты по ним нужно, опираясь на закон сохранения массы веществ при химических реакциях. Рассмотрим, как можно составить химическое уравнение, на примере реакции меди с кислородом.
Слева запишем названия исходных веществ, справа — продуктов реакции. Если веществ два и более, соединяем их знаком «+». Между левой и правой частями пока поставим стрелку:
медь + кислород → соединение меди с кислородом.
Подобное выражение называют схемой химической реакции.
Качественные реакции на Se и Те. Очень небольшие количества Se и Те смачивают 10 каплями конц. H2SO« и осторожно нагревают. В пробирке с селеном появляется зеленое окрашивание; теллур растворяется в конц. H2S04, давая красное окрашивание. При разбавлении полученных растворов водой снова выпадают красный селен и черный теллур.
Полоний-210 в сплавах с бериллием и бором применяется для изготовления компактных и очень мощных нейтронных источников, практически не создающих γ-излучения (но короткоживущих ввиду малого времени жизни 210Po: Т1/2 = 138,376 суток) — альфа-частицы полония-210 рождают нейтроны на ядрах бериллия или бора в (α, n)-реакции. Это герметичные металлические ампулы, в которые заключена покрытая полонием-210 керамическая таблетка из карбида бора или карбида бериллия. Такие нейтронные источники легки и портативны, совершенно безопасны в работе и очень надёжны. Например, советский нейтронный источник ВНИ-2 представляет собой латунную ампулу диаметром два и высотой четыре сантиметра, ежесекундно излучающую до 90 миллионов нейтронов.
Полоний-210 часто применяется для ионизации газов (в частности, воздуха). В первую очередь ионизация воздуха необходима для борьбы со статическим электричеством (на производстве, при обращении с особо чувствительной аппаратурой). Например, для прецизионной оптики изготавливаются кисточки удаления пыли. Для окраски автомобилей в гаражах используются пульверизаторы с подачей воздуха, проходящего через антистатический ионизатор с полонием («ионную пушку»). Другое, уже ушедшее в применение эффекта ионизации газа — в электродных сплавах автомобильных свечей зажигания для уменьшения напряжения возникновения искры.
Важной областью применения полония-210 является его использование в виде сплавов со свинцом, иттрием или самостоятельно для производства мощных и весьма компактных источников тепла для автономных установок, например, космических. Один кубический сантиметр полония-210 выделяет около 1320 Вт тепла. Эта мощность весьма велика, она легко приводит полоний в расплавленное состояние, поэтому его сплавляют, например, со свинцом. Хотя эти сплавы имеют заметно меньшую энергоплотность (150 Вт/см³), тем не менее, они более удобны к применению и безопасны, так как полоний-210 испускает почти исключительно альфа-частицы, а их проникающая и длина пробега в плотном веществе минимальны. Например, у советских самоходных аппаратов космической программы «Луноход» для обогрева приборного отсека применялся полониевый обогреватель.
Полоний-210 может послужить в сплаве с лёгким изотопом лития (6Li) веществом, которое существенно снизить критическую массу ядерного заряда и послужить своего рода ядерным детонатором. Кроме того, полоний пригоден для создания компактных «грязных бомб» и удобен для скрытной транспортировки, так как практически не испускает гамма-излучения. Изотоп испускает гамма-кванты с энергией 803 кэВ с выходом только 0,001 % на распад.
Полоний является стратегическим металлом, должен очень строго учитываться, и его хранение должно быть под контролем государства ввиду угрозы ядерного терроризма.