WICZENIE NR 3
POMIAR POTENCJA�W WYDZIELANIA MIEDZI I CYNKU
Potencja odwracalny metalu A w roztworze jego jon�w o aktywnoci 
, tj. potencja elektrody A,A+ okrela r�wnanie:
(1)
Przy zaoeniu, e nie ma polaryzacji - teoretycznych potencja wyadowania Ewy.:
Ewy. teoret. = Eod. (2)
W celu otrzymania rzeczywistego potencjau wyadowania naley uwzgldni nadnapicie 
, w�wczas:
(3)
W przypadku obecnoci w roztworze dw�ch rodzaj�w kation�w mona spowodowa ich r�wnoczesne wydzielanie si pod warunkiem, e ich potencjay wyadowania wyr�wnaj si tj.
(4)
Z analizy tego r�wnania wynika, e r�wno potencja�w wyadowania moe zachodzi w nastpujcych przypadkach:
a) potencjay normalne s bardzo bliskie sobie, a nadnapicia bardzo mae,
b) potencjay normalne s r�wne, a nadnapicia procesu wydzielania kation�w r�ni si wystarczajco, by skompensowa t r�nic,
c) r�nice potencja�w odwracalnych i nadnapi s kompensowane r�nicami aktywnoci jon�w.
Biorc pod uwag moliwo zmiany aktywnoci odpowiednich jon�w stwierdzono, e jest ona ograniczona w przypadku stosowania soli prostych, zwiksza si natomiast w roztworach soli zespolonych. Mona wtedy dobra takie stenie cyjanku bdcego w nadmiarze, e potencja odwracalny miedzi stanie si bardziej ujemny od potencjau cynku i mied bdzie wypiera cynk z roztworu. Jeeli w roztworze cyjankowym zechcemy nada miedzi i cynkowi jednakowe wartoci potencja�w odwracalnych, np. 1.0 V, to potencja miedzi winien by przesunity w kierunku wartoci ujemnych o 1.51 (uwzgldniono nadnapicie przy osadzaniu jon�w Cu2+ w elektrolicie cyjankowym). Po przedstawieniu odpowiednich wartoci do r�wnania (1) i po dokonaniu zmiany logarytm�w naturalnych na logarytmy dziesitne otrzymamy:
- dla miedzi
- 1.0 = 0.51 + 0.058 
lg a
- 1.51 = 0.058 
lg a
lg a
= - 
= - 26
a
= 
n
- dla cynku
- 1.0 = - 0.76 + 0.029 
lg a
- 0.24 = 0.029 
lg a
lg a
= - 
= - 8
a
= 
n
Z wylicze wynika, e aktywno jon�w cynku przy danej wartoci potencja�w jest 1018 razy wiksza od aktywnoci jon�w miedzi. Czsto dobiera si takie czynniki kompleksotw�rcze, kt�re aktywno jon�w metalu bardziej szlachetnego zmniejszaj bardziej, ni aktywno jon�w metalu mniej szlachetnego.
R�wnanie (1) wyraa statyczne warunki procesu odwracalnego. Poniewa osadzanie elektrolityczne jest procesem nieodwracalnym, kt�remu towarzyszy zjawisko polaryzacji katodowej, to potencja katodowy Ek oblicza si z r�wnania:
(5)
Wielko 
E r�wna jest r�nicy 
tj. polaryzacji katodowej przy danej gstoci prdu.
Cel wiczenia.
Celem wiczenia jest poznanie warunk�w wsp�osadzania miedzi i cynku z roztwor�w ich soli.
Aparatura i odczynniki.
Zasadniczy element obwodu elektrycznego stanowi naczynie do przeprowadzania elektrolizy. Katoda poprzez klucz elektrolityczny stanowi cz ukadu z elektrod kalomelow, kt�rego SEM naley wyznaczy.
Badanie potencja�w naley przeprowadzi w 5 kpielach galwanicznych o nastpujcych skadach:
a) Kpiel do cynkowania kwanego:
ZnSO4 
7 H2O - 360 g/dm3
NH4Cl - 30 g/dm3
CH3COONa - 15 g/dm3
C6H12O6 - 120 g/dm3
b) Kpiel do cynkowania cyjankalicznego:
ZnO - 40 g/dm3
NaCN - 85 g/dm3
NaOH - 40 g/dm3
c) Kpiel do miedziowania kwanego:
CuSO4 
5 H2O - 200 g/dm3
H2SO4 (1.84) - 30 g/dm3
d) Kpiel do miedziowania cyjankalicznego:
CuCN - 30 g/dm3
NaCN - 10 g/dm3
Na2CO3 - 15 g/dm3
Na2SO3 
7 H2O - 5 g/dm3
e) Kpiel do wsp�osadzania Cu i Zn - mosidzowania:
CuCN - 27 g/dm3
Zn(CN)2 - 9 g/dm3
NaCN - 54 g/dm3
Na2CO3 - 30 g/dm3
Przebieg wiczenia.
Gsto prdu naley regulowa zaczynajc od gstoci prdowej 1 mA/cm2 i zwiksza j dalej stopniowo o 1 mA. Dla kadej gstoci prdu naley zmierzy Ekal przestrzegajc jednakowych czas�w pomiaru.
Opracowanie wynik�w.
Znajc wartoci Ekal (z pomiar�w) i wartoci potencjau elektrody kalomelowej naley obliczy potencjay katody dla kadego typu kpieli wzgldem elektrody wodorowej. Wyniki pomiar�w zestawi w nastpujcej tabelce:
Lp. |
Ik |
Dk |
Ekal |
|
|
[mA] |
[mA/cm2] |
[mV] |
[mV] |
1. |
|
|
|
|
Z otrzymanych wynik�w sporzdzi wykres zalenoci gstoci prdu od potencjau dla kadego typu kpieli. Krzywe polaryzacyjne przedstawi na jednym wykresie. Wyznaczy potencja wydzielania metalu z r�nych kpieli (punkt przecicia prostej stycznej do krzywej polaryzacji z osi potencjau). Przeprowadzi dyskusj otrzymanych wynik�w.
Literatura.
1. Praca zbiorowa - Poradnik galwanotechnika - WNT, Warszawa 1985 r.
SCHEMAT PODCZENIA APARATURY
Wyszukiwarka