Laboratorium fizyki

Ćwiczenie 10

Przewodność elektrolitu i elektroliza

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie równoważnika elektrochemicznego miedzi. Wyznaczenie stałej Faradaya. Wyznaczenie ładunku elementarnego. Poznanie zależności oporności elektrolitów od stężenia.

Zagadnienia do kolokwium:

Opis zjawiska elektrolizy, prawa określające przebieg elektrolizy ( I i II prawo Faradaya), odczytywanie wskazań mierników cyfrowych: amperomierza i woltomierza oraz wyznaczanie niepewności mierników cyfrowych.

Przebieg ćwiczenia:

1. Przygotować elektrolit: odmierzyć menzurką objętość wody destylowanej i przelać do szklanego naczynia przeznaczonego do elektrolizy. Następnie zważyć sól kuchenną (NaCl) lub odmierzyć objętość kwasu siarkowego (zapytać prowadzącego) i dodać do wody.

2. Starannie wyczyścić dwie wybrane płytki, które należy następnie zważyć . Zapisać odpowiednio masy m₁ i m₂ tych płytek.

3. Umieścić płytki w elektrolicie zawieszając je na specjalnych „wieszakach”.

4. Połączyć układ zgodnie ze schematem.

5. Zamknąć obwód przy maksymalnym oporze na opornicy.

Schemat do elektrolizy

6. Zmieniając oporność opornicy ustalić wartość prądu. Zasilamy napięciem stałym nie większym od 20 V.

7. Zanotować czas ustalenia natężenia.

8. Podczas przebiegu elektrolizy dbać o utrzymanie stałej wartości natężenia prądu.

9. Obserwować przebieg elektrolizy tzn, jak stalowa płytka pokrywa się miedzią. Natomiast na stalowej elektrodzie (anodzie) powinniśmy zaobserwować wydzielanie się gazu - wodoru.

10. Po kilkunastu minutach (około 10 min) rozwinąć obwód, wyjąć płytki, dokładnie osuszyć i zważyć. Wyznaczyć masy obu płytek.

11. Pomiary powtórzyć dla różnych stężeń (co najmniej 3). Sól lub kwas dodawać w równych porcjach np. 10g, 20g, 30g.

12. Dla każdego stężenia ze wskazań amperomierza i napięcia na zasilaczu obliczyć oporność elektrolitu, a następnie jego przewodność.

13. Pomiary zestawić do tabeli.

14. Wykonać wykres zależności przewodności elektrolitu od stężenia.

15. Wyznaczyć niepewności pomiarowe.

TABELA WYNIKÓW

Nr. Pom.	Stężenie [g/cm^2]	I [A]	U [V]	R [ Ω]]	t [^oC]	S [ cm^2]	γ	L [cm]
1.
2.
3.

I - natężenie prądu wskazane przez amperomierz [A]

t - temperatura elektrolitu (powinna być stała)

U - napięcie wskazane przez woltomierz [V]

R - oporność elektrolitu ( z prawa Ohma)

γ - przewodność właściwa elektrolitu:

L - odstęp pomiędzy elektrodami [cm]

s - powierzchnia elektrody [cm²] (jednostronna powierzchnia płytki zanurzona w elektrolicie)

Opracowanie i przygotowanie instrukcji dr Renata Bal

---