Rok Akademicki

2013/2014

Laboratorium Chemii Fizycznej

Ćwiczenie nr

2

Temat ćwiczenia:

Ogniwa chemiczne.

Wydział Inżynierii Materiałowej i

Ceramiki

Tomasz Bugaj

Beata Duda

Martyna Pokwiczał

Marta Tempka

Kierunek:

Inżynieria Materiałowa

Rok studiów

II rok

Grupa I

Zespół 1

Data zajęć:
05.04.2014

Data oddania sprawozdania:

Oceny

(pkt):

Prowadzący ćwiczenie

TOMASZ BRYLEWSKI

Dzień zajęć

Sobota

Kolokwium

Podpis prowadzącego:

Godzina zajęć 9:00-12:45

Sprawozdanie

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia przeprowadzonego na zajęciach laboratoryjnych, było zmierzenie siły
elektromotorycznej ogniw Daniella o różnych stężeniach roztworów oraz wyznaczenie iloczynu
rozpuszczalności trudno rozpuszczalnej soli srebra na podstawie pomiarów SEM ogniwa
miedziowo-srebrowego podczas miareczkowania roztworu AgNO

3

roztworem soli KCl.

2. Opracowanie wyników:

1) Obliczanie wartości teoretycznej SEM ogniwa Daniella:

gdzie:

R - uniwersalna stała gazowa = 8,314[J/mol*K]
T-temperatura =298[K]
F-stała Faradaya =96500 [C]
E

0

– standardowa SEM ogniwa

Stężenie

roztworu [M]

Rodzaj

ogniwa

E

teor

[V]

E

dośw

[V]

Potencjał

dyfuzyjny

E

d

Błąd

względny

[%]

0,1

ZnSO

4

/ KCl /

CuSO

4

1,100348

1,101899

0,001555

0,14

0,5

ZnSO

4

/ KCl /

CuSO

4

1,1003504

1,103494

0,0031436

0,29

1,0

ZnSO

4

/ KCl /

CuSO

4

1,100306

1,100308

0,000002

0,000182

















2

2

2

2

ln

2

ln

2

Cu

Zn

o

Zn

Cu

Cu

Zn

o

a

a

F

RT

E

a

a

a

a

F

RT

E

E

Wartości SEM teoretycznej są nieznacznie różne od wartości zmierzonych doświadczalnie.
Prawdopodobnie różnice te są spowodowane potencjałem dyfuzyjnym.

2) Obliczanie wartości teoretycznej SEM ogniwa miedziowo-srebrowego

gdzie:

R - uniwersalna stała gazowa = 8,314[J/mol*K]

T-temperatura =298[K]
F-stała Faradaya =96500 [C]
E

0

– standardowa SEM ogniwa

Przyczyny tych rozbieżności są takie same jak w przypadku ogniw Daniella.

3) Obliczanie aktywności jonów Ag

+

przy której SEM badanego ogniwa

przyjmuje wartość zero.

KCl [ml]

SEM [V]

∆ SEM/∆ KCl

∆ KCl

∆SEM

0,7

0,368

0,0168

0,3

0,00504

1

0,36296

0,00724

0,5

0,00362

1,5

0,35934

0,01462

0,5

0,00731

2

0,35203

0,00936

0,5

0,00468

2,5

0,34735

0,00536

0,5

0,00268

3

0,34467

0,01628

0,5

0,00814

3,5

0,33653

0,0296

0,1

0,00296

3,6

0,33357

0,0072

0,1

0,00072

3,7

0,33285

0,0109

0,1

0,00109

3,8

0,33176

0,0312

0,1

0,00312

3,9

0,32864

0,0116

0,1

0,00116

4

0,32748

0,0697

0,1

0,00697

4,1

0,32051

0,0382

0,1

0,00382

4,2

0,31669

0,0345

0,1

0,00345

4,3

0,31324

0,0395

0,1

0,00395

4,4

0,30929

0,0372

0,1

0,00372

4,5

0,30557

0,0732

0,1

0,00732

4,6

0,29825

0,0915

0,1

0,00915

4,7

0,2891

0,0718

0,1

0,00718

4,8

0,28192

0,2814

0,1

0,02814

4,9

0,25378

1,205

0,1

0,1205

5

0,13328

0,1858

0,1

0,01858

5,1

0,1147

0,0695

0,1

0,00695

2

0

2

ln

2









Ag

Cu

a

a

F

RT

E

E

Rodzaj ogniwa

E

teor

[V]

E

dośw

[V]

Potencjał

dyfuzyjny E

d

Błąd

względny [%]

1M CuSO

4

/ 0,01M

AgNO

3(50ml)

0,4349

0,3731

-0

,

061777

14,2

5,2

0,10775

0,0665

0,1

0,00665

5,3

0,1011

0,0611

0,1

0,00611

5,4

0,09499

0,0553

0,1

0,00553

5,5

0,08946

0,03202

0,5

0,01601

6

0,07345

0,01698

0,5

0,00849

6,5

0,06496

0,01238

0,5

0,00619

7

0,05877

0,00998

0,5

0,00499

7,5

0,05378

0,00718

0,5

0,00359

8

0,05019

0,00558

0,5

0,00279

8,5

0,0474

0,00628

0,5

0,00314

9

0,04426

0,00562

0,5

0,00281

9,5

0,04145

0,00452

0,5

0,00226

10

0,03919

0,0038

1

0,0038

11

0,03539

0,00262

1

0,00262

12

0,03277

0,00269

1

0,00269

13

0,03008

0,00267

1

0,00267

14

0,02741

0,00228

1

0,00228

15

0,02513

0,00153

1

0,00153

16

0,0236

0,00184

1

0,00184

17

0,02176

0,0014

1

0,0014

18

0,02036

0,00141

1

0,00141

19

0,01895

0,00106

1

0,00106

20

0,01789

0,0009

1

0,0009

21

0,01699

0,00117

1

0,00117

22

0,01582

0,0005

1

0,0005

23

0,01532

0,0001

1

0,0001

24

0,01422

0,00068

1

0,00068

25

0,01354

0,00078

1

0,00078

26

0,01276

0,0007

1

0,0007

27

0,01206

0,00045

1

0,00045

28

0,01161

0,00085

1

0,00085

29

0,01076

0,00061

1

0,00061

30

0,01015

0,00027

1

0,00027

31

0,00988

0,0006

1

0,0006

32

0,00928

0,00052

1

0,00052

33

0,00876

0,00048

1

0,00048

34

0,00828

0,00061

1

0,00061

35

0,00767

0,00058

1

0,00058

36

0,00709

0,00031

1

0,00031

37

0,00678

0,0004

1

0,0004

38

0,00638

0,00039

1

0,00039

39

0,00599

0,00029

1

0,00029

40

0,0057

0,00027

1

0,00027

41

0,00543

0,00038

1

0,00038

42

0,00505

0,00052

1

0,00052

43

0,00453

0,0003

1

0,0003

44

0,00423

0,00003

1

0,00003

45

0,0042

0,00021

1

0,00021

46

0,00399

0,00115

1

0,00115

47

0,00284

0,00016

1

0,00016

48

0,00268

0,00029

1

0,00029

49

0,00239

0,00019

1

0,00019

50

0,0022

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

w

ar

to

ść

S

EM

[V

]

KCl [ml]

E=f(V)

SEM: 0,25378 dla 4,9[ml]

0

0,6

1,2

1,8

∆

S

EM

/

∆

KC

l

[

V

/m

l]

KCl [ml]

∆ E (SEM) /∆ V (KCl) = f(V KCl)

a) Wyznaczanie aktywność jonów Ag+ gdzie E=0

V KCl w punkcie równoważnikowym PR = 4,9

a Ag

+

=0,0000819

b) Wyznaczanie iloczynu rozpuszczalności AgCl

L

AgCl

= a

Ag

+

∙ a

Cl

-

L

AgCl

= (a

Ag

+

)

2

L

AgCl

(dośw.) =6,71∙10^-9

L

AgCl

(teor.) = 9,3∙10^-10

Błąd względny:

|(

) (

)

|

3. Wnioski:

Wartości doświadczalne siły elektromotorycznej (SEM) ogniw użytych w doświadczeniu różnią się
nieznacznie od wartości teoretycznych. Spowodowane jest to potencjałem dyfuzyjnym.

Wartość iloczynu rozpuszczalności AgCl doświadczalna wynosi L

AgCl

= 6,71 ∙ 10^-9 i różni się od

wartości tablicowej (L

AgCl

= 9,3 ∙ 10^-10 ) o 6,21%. Jest to spowodowane prawdopodobnie

wystąpieniem błędów podczas wykonywania ćwiczenia.

2

0

2

ln

2









Ag

Cu

r

a

a

F

RT

E

E

RT

F

E

E

Cu

Ag

r

e

a

a

2

)

(

0

2









Er=0,253780

E0=0,460 [V]

R = 8,314 [J mol-1 K-1]

T = 295 [K]

F = 96500 [C]