Nr zespołu
Imię i nazwisko
Punkty z przygotowania i wyko-
nania ćwiczenia
Kierunek
Tytuł ćwiczenia
Punkty ze sprawozdania i końco-
Ćw. nr 11
wego testu
Wyznaczanie równoważnika elektrochemiczne-
Grupa
Data wykonania
Punktacja końcowa
go wodoru
1. Wiadomości wstępne
W poniższej tabeli należy udzielić zwięzłej odpowiedzi na trzy pytania wskazane przez Prowadzącego ćwiczenie. Treści pytań, odpowiadające podanym numerom, znajdują się na odwrocie arkusza.
Pytanie nr
Odpowiedź
……………..
……………..
……………..
1
Ćwiczenie 11. Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego wodoru 1. Na czym polega dysocjacja elektrolityczna? Co nazywamy elektrolitem?
2. Co to jest stopień dysocjacji elektrolitu? Kiedy elektrolit nazywamy mocnym, a kiedy słabym?
3. Jakie typy związków chemicznych dysocjują po rozpuszczeniu w wodzie? Wyjaśnij dlaczego wo-da tak dobrze dysocjuje te związki?
4. Co to jest elektroliza? Zdefiniuj pojęcia: katoda, anoda, kation i anion. Podaj przykłady zastoso-wania elektrolizy w przemyśle.
5. Jakie produkty wydzielają się na elektrodach podczas elektrolizy wodnego roztworu kwasu siarkowego? Wyjaśnij skąd pochodzą te produkty.
6. Podaj słowną i matematyczną postać pierwszego prawa Faradaya. Jak od czasu zależy masa substancji wydzielanych na elektrodach podczas elektrolizy stałym prądem elektrycznym?
7. Podaj słowną i matematyczną postać drugiego prawa Faradaya. Co to jest gramorównoważnik?
8. Co to jest równoważnik elektrochemiczny substancji? Jaka jest jego jednostka? Co liczbowo przedstawia wartości równoważnika elektrochemicznego danej substancji?
9. Co to jest stała Faradaya. Co jest jej jednostką? Co liczbowo przedstawia wartość stałej Faradaya?
2
2. Dane pomiarowe (wyniki pomiarów bezpośrednich) Tabela 1. Objętości wydzielonego wodoru i wysokości poziomów roztworu potrzebne do obliczenia ciśnienia hydrostatycznego.
Lp.
[s]
[cm ]
ℎ [cm]
ℎ [cm]
1
0
0
–
–
2
120
3
240
4
360
5
480
6
600
7
720
8
840
9
960
10
1080
11
1200
Tabela 2. Pozostałe dane potrzebne do wyznaczenia masy wydzielonego wodoru.
Symbol
Opis
Wartość
wielkości
ciśnienie normalne [hPa]
1013,25
temperatura normalna [K]
273,15
gęstość wodoru w warunkach normal-
nych mg/cm3
0,08989
temperatura elektrolitu, pary wodnej
i wodoru [°C]
temperatura elektrolitu, pary wodnej
i wodoru [K]
ciśnienie atmosferyczne [hPa]
prężność nasyconej pary wodnej dla
temperatury [hPa]
gęstość 10% roztworu wodnego kwasu
ρ
r
siarkowego dla temperatury [g/cm3]
,
∙
= 6,105 ∙ e , hPa
g
$% & = 1,0745 − 0,00042 ∙ cm .
3
Tabela 3. Tabela do zapisywania wyników obliczeń p, ρ, m.
Lp.
[s]
[cm3] ℎ [cm] [hPa] [mg/cm3] / [mg]
1
0
–
–
–
–
0,000
2
120
3
240
4
360
5
480
6
600
7
720
8
840
9
960
10 1080
11 1200
1. Wylicz niepewność pomiaru natężenia prądu elektrycznego 0%1&.
2. Wykonaj (np. za pomocą programu WykresLab) wykres zależności masy wydzielonego wodoru od czasu przepływu prądu elektrycznego i do danych pomiarowych dopasuj prostą typu 2 = 34.
3. Wylicz wartość równoważnika elektrochemicznego wodoru i niepewność jego pomiaru 3
0%3&
0%1&
5 = 1 , 0%5& = 5 ∙ 67 3 8 +7 1 8 .
4. Zapisz wynik zgodnie z zasadami zapisu wyniku pomiaru1.
5. Wynik porównaj z wartością tablicową2: 5: ;< = 0,01044 mg/C.
6. Analogiczne czynności opisane w punktach 3-5 powtórz wyznaczając stałą Faradaya3 ? i ładunek elementarny4 @.
1 patrz Niepewności pomiaru – wersja podstawowa, rozdz. 8.
2 patrz Niepewności pomiaru – wersja podstawowa, rozdz. 10.
3 patrz Instrukcja do ćwiczenia, punkt 3.4.2.
4 patrz Instrukcja do ćwiczenia, punkt 3.4.3.
4