Politechnika Wrocławska

Laboratorium Chemii Fizycznej (I-30)

Pomiary SEM ogniw (zad. 1-2)

18

I n s t r u k c j a s z a f k o w a

Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia należy sprawdzić czy wyposażenie
stanowiska jest zgodne z rewersem szafkowym (ewentualne braki zgłosić laborantce).
Pobrać u laborantki przyrządy i sprzęt pomocniczy wyszczególnione w rewersie.
Wpisać się do rewersu (data, nazwisko i imię, grupa, zespół) i podpisać rewers.

Zadanie 1 – Ogniwo Daniella

Czynności wstępne i pomiary ogniwa Daniella

1. Oczyścić powierzchnie elektrod Cu i Zn, do każdej elektrody użyć oddzielnego

skrawka papieru ściernego.

2. Zmontować w statywie tekstolitowym ogniwo Daniella. W tym celu wstawić zlewki

w otwory statywu, wlać do nich roztwory CuSO

4

(do prawego) i ZnSO

4

(do lewego).

Do roztworów zanurzyć elektrody Cu (do CuSO

4

) oraz Zn (do ZnSO

4

) i umocować je

w odpowiednich gniazdach (a i c – patrz rys. 7.8 w podręczniku). Zlewki połączyć
kluczem elektrolitycznym.

3. Wyprowadzenia „+” i „–” w tekstolitowym statywie połączyć z odpowiednimi zaci-

skami miernika (miliwoltomierza cyfrowego).

4. Włączyć miernik, ustawić właściwy zakres pomiarowy i zmierzyć kilkakrotnie SEM

ogniwa (patrz instrukcja obsługi miliwoltomierza cyfrowego), zanotować wyniki.

5. Sporządzić ogniwo o schemacie: Hg,Hg

2

Cl

2

| nasyc. KCl||CuSO

4

m = 0,05 |Cu.

Powstanie ono przez:

• wyjęcie klucza elektrolitycznego,

• wyjęcie elektrody Zn z gniazda a,

• wstawienie półogniwa kalomelowego do roztworu CuSO

4

i przyłączenie

końcówki jego przewodu do zacisku w gnieździe b.

Zmierzyć kilkakrotnie SEM tego ogniwa, zanotować wyniki.

6. Sporządzić ogniwo o schemacie: Hg,Hg

2

Cl

2

| nasyc. KCl||ZnSO

4

m = 0,05 |Zn. Na-

leży w tym celu:

• do prawego otworu w statywie wstawić w miejsce roztworu CuSO

4

zlewkę z

roztworem ZnSO

4

,

• w gnieździe c wymienić elektrodę miedzianą na cynkową, pozostawiając

gnieździe b półogniw kalomelowe (przed zanurzeniem do roztwory ZnSO

4

opłukać i osuszyć).

Zmierzyć kilkakrotnie SEM tego ogniwa, zanotować wyniki.

7. Po zakończonych pomiarach zdemontować ogniwa. Roztwory, jeśli nie uległy zanie-

czyszczeniu, zlać do butelek (w przeciwnym razie wylać do pojemnika na zlewki).
Elektrody i końcówki klucza elektrolitycznego dokładnie opłukać woda destylowaną i
osuszyć bibułą. Zlewki dokładnie umyć i wysuszyć w strumieniu ciepłego powietrza.

Zadanie 2 – Ogniwa stężeniowe i iloczyn rozpuszczalności

a) Wyznaczenie zakresu stosowalności wzoru Nernsta do ogniw stężeniowych

8. Sporządzić 8 roztworów AgNO

3

o stężeniach od 10

–2

do 10

–7

M (w takich rozcień-

czenia można przyjąć, że c[mol·dm

–3

] = m[mol·kg

–1

]), tak aby pokryć równomiernie

cały zakres stężeń.

9. Sporządzić ogniwo stężeniowe o schemacie Ag|AgNO

3

c = x|| AgNO

3

c = 0,01M|Ag

przez wstawienie do otworów tekstolitowego statywu dwóch zlewek z roztworem
AgNO

3

o stężeniu 0,01 M, umieszczeniu w nich elektrod srebrowych i połączeniu

kluczem elektrolitycznym. Elektrody Ag (oczyszczone) przyłączyć do gniazd a i c.

10. Zmierzyć kilkakrotnie SEM tego ogniwa i zanotować wyniki.
11. W lewym półogniwie wymieniać roztwory AgNO

3

na coraz o bardziej rozcieńczone

i mierzyć w identyczny sposób SEM powstałych ogniw stężeniowych (pamiętać o
opłukiwaniu i osuszaniu każdorazowo klucza elektrolitycznego i lewej elektrody).

12. Po zakończeniu pomiarów, pozostawić prawe półogniwo, a opróżnić zlewkę w pół-

ogniwie lewym i przystąpić do wyznaczenia iloczynu rozpuszczalności soli srebra.

b) Wyznaczenie iloczynu rozpuszczalności soli srebrowej

13. Sporządzić dwa roztwory nasycone Ag

ν

+

X:

• pierwszy przez zmieszanie 20 cm

3

0,01 M roztworu AgNO

3

z 25 cm

3

otrzymanego

odczynnika strącającego (roztwór soli Me

ν

+

X strącającej osad Ag

ν

+

X),

• drugi, przez zmieszanie 20 cm

3

roztworu AgNO

3

z 30 cm

3

odczynnika strącającego.

14. Sporządzić ogniwo stężeniowe, w którym lewym półogniwem byłaby elektroda Ag

zanurzona w pierwszym roztworze, a prawym, półogniwo AgNO

3

c = 0,01M|Ag, z

poprzedniego doświadczenia. Spiąć ogniwo kluczem i zmierzyć trzykrotnie jego
SEM (obliczyć wartość średnią).

15. W ten sam sposób postąpić z drugim roztworem. Wartości SEM zanotować w od-

powiednich rubrykach sprawozdania.

Zakończenie eksperymentu

16. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć miernik, rozmontować ogniwa. Elektrody i

końcówki klucz elektrolitycznego dokładne umyć i osuszyć bibułą.

17. Umyć i osuszyć szkło używane w ćwiczeniu. Roztwory zlać do pojemnika na zlewki

soli nieorganicznych (nie do zlewu!). Uporządkować stanowisko.

18. Zwrócić butelki z nie zużytym roztworem, oraz elektrody i pobrany sprzęt do dy-

żurki.

19. Zdać zawartość szafki laborantce i uzyskać jej podpis na sprawozdaniu.
20. Przedstawić wyniki pomiarów prowadzącemu ćwiczenia i uzyskać jego akceptację.

Uwaga:

Wszystkie zużyte roztwory należy gromadzić w specjalnym plastikowym pojemniku na
zlewki nieorganiczne, ustawionym obok zlewu. Nie wolno pod żadnym pozorem wylewać do
kanalizacji.