Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię studenta Grzegorz Duda						Symbol grupy ED. 3.5
Data wyk. Ćwiczenia 1996-10-22		Symbol ćwiczenia 7.1		Temat zadania Wyznaczanie równoważników elektrochemicznych metali, stałej Faraday'a i ładunku elementarnego.
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Podstawy teoretyczne.

Zjawisko przepływu prądu elektrycznego przez elektrolity wraz z procesami chemicznymi towarzyszącymi temu przepływowi nazywamy elektrolizą.

Zjawisko elektrolizy opisują dwa prawa Faraday'a :

I prawo Faraday'a mówi nam o tym, że: Masa substancji wydzielonej na elektrodzie jest wprost proporcjonalny do ładunku q, jaki przepłynął przez elektrolit:

m.=k*i

gdzie k - równoważnik proporcjonalności (elektrochemiczny).

Równoważnik elektrochemiczny jest równy liczbowo masie substancji wydzielonej w procesie elektrolizy na jednej z elektrod podczas przepływu ładunku jednostkowego k=m/q.

Równoważnik elektrochemiczny pierwiastka zależy od jego wartościowości w danym związku.

Inna postać I prawa Faraday'a przy uwzględnieniu , że q=i*t wygląda następująco

II prawo Faraday'a: Masy substancji wydzielonych podczas przepływu takiego samego ładunku elektrycznego przez różne elektrolity są wprost proporcjonalne do odpowiednich równoważników chemicznych:

Występujące w powyższym wzorze równoważniki chemiczne substancji zależą od masy atomowej A i wartościowości z: R=A/z. Przy uwzględnieniu, że m₁=k₁*i*t oraz m₂=k₂*i*t otrzymujemy równanie :

Iloraz R/k jest stały dla danego pierwiastka i nazywa się go stałą Faraday'a. F=R/k

Stała Faraday'a jest to wielkość fizyczna równa ładunkowi, który przepływając przez elektrolit powoduje wydzielenie na elektrodzie masy równej równoważnikowi chemicznemu danej substancji (F=96500 C).

Wykonanie ćwiczenia:

W doświadczeniu próbki zostały zbudowane z miedzi (Cu) dla której A=63,54 i z=2

rys.1 Układ pomiarowy

Tabela pomiarowa.

m1	m2	m=m1-m2.	i	t	k	R	F	e
kg	kg	kg	A	s	kg/C		C	C
0,0967	0,097	3,00*10^-4	0,5095	1800	3,27*10^-7	0,03177	97120,89	1,61276*10^-19

Błąd bezwzględny maksymalny obliczamy metodą różniczkową.

=0,696525 ⇒ 69,65%

natomiast błąd względny ze wzoru:

gdzie k_tabl.=0,339*10^-7 [kg/C]

Tabela błędów.

m1	Dm1m	m2	Dm2m	i	Dim	t	Dtm	dm	dk
0,0003	0,0001	0,0003	0,0001	0,5095	0,015	1800	0,75	0,696524	-0,00572

Wnioski i spostrzeżenia:

Niedokładności pomiarów, a także warunki w jakich dokonywano pomiarów spowodowały odchylenia tych obliczeń od wyników zapisanych w tabelach na końcu skryptu. Prawdopodobnie na pomiary miały wpływ takie czynniki jak np.:

• temperatura elektrolitu oraz otoczenia,

• wahania prądu i napięcia w czasie trwania doświadczenia,

• niedokładność odczytu z mierników,

• klasa mierników.

---