Sprawozdanie

Ćwiczenie 47.

Wyznaczenie równoważnika chemicznego miedzi za pomocą elektrolizy.

Teoria

Dysocjacja elektrolityczna -rozpad drobin wodnych roztworu kwasów i zasad na jony dodatnie - kationy oraz jony ujemne aniony. Jony te mogą przewodzić prąd elektryczny .Prąd ten nie jest przepływem elektronów lecz dużych jonów , dlatego też opór właściwy elektrolitów jest znacznie większy niż metali i zależy od temp. W taki sam sposób jak dla metali .Całość zjawisk polegających na przepływie prądu elektrycznego przez elektrolit nosi nazwę elektrolizy.

I prawo Elektrolizy:

Masa substancji wydzielonej na elektrodzie podczas elektrolizy jest proporcjonalny do ładunku elektrycznego q.

m=kq => q=It => m=kIt

k - równoważnik elektrolityczny, jest liczbowo równy masie substancji wydzielającej się na

masie elektrodzie przy przepływie przez elektrolit ładunku 1C.

II prawo Elektrolizy:

Równoważniki elektrochemiczne pierwiastków wydzielających się na elektrodach podczas elektrolizy są wprost proporcjonalne do ich równoważników chemicznych R.

k = R/F => F - stała Faradaya , F= 95600 c mol^-1

Równoważnik chemiczny (gramorównoważnik )

Liczba gramów pierwiastka równa jest stosunkowi jego masy atomowej do wartości W. Przepływ takiego samego ładunku przez dwa elektrolity powoduje wydzielenie się na elektrodach substancji których masy są wprost proporcjonalne do ich równoważników chemicznych.

m_a/m_b = R_a/R_b

Dane :

m₁= 218,880 g

m₂ =219,150 g

V_modoru=100 cm³

δ= 1,0 g/cm³

g = 9,81 m/s²

p_a=101,04 kPa

T =297 K

T_o=273,15 K

p_o=101,3 kPa

d_o= 0,090 kg/m³

R_H = 1,008 g

Obliczenia

m_Cu = m₁-m₂ = 219,150 g -218,880 = 0,270 g

p_H = p_a-p_n- δgh = 101,04 kPa - 2,99 kPa - (1,0 g/cm³ * 9,81m/s² * 0,041m)

p_H = 97,64 kPa

V_H =p_a V T_o /T p

V_H=101,04 kPa * 100cm³ * 273,15 K /297 K * 101,3 kPa

V_H= 92,06 kPa

m_H = V_H d_o =92,06cm³ * 0,090 kg/m³

m_H = 0,0083 g

R_Cu = m_Cu R_H/m_H=0,270 g 1,008 g / 0,0083

R_Cu = 32,79 g

Rachunek błędów

Błąd względny ΔR_Cu /R_Cu =ΔR_H/R_H +Δm_Cu/m_Cu +Δm_H/m_H

Podstawiamy : ΔR_H=0 , Δm_Cu=20mg , a Δ m_H określamy ze wzoru .Jeżeli przyjmujemy Δd_o= 0, otrzymamy:

Δm_H = d_oΔV_o

ΔV_o = V_o(ΔV/V +Δp/p +ΔT/T )

Δp_n =

Δp = Δp
+ Δp
+ 99 Δh

Δp
=

Δp = 0,16 kpa + 0,01kpa + (1000 kg /m
* 9,81 m / s
* 0,001m)

Δp = 0,2 kpa

Δp
= 0,18 kpa

ΔV
= 92,06 cm
* (0,01 + 0,001 + 0,003) = 1,04 cm

Δm
= 0,000090 g /cm
* 1,04 cm
= 0,0001g

ΔR
= (0/1,008 + 0,02/0,270 + 0,0001/0,0083) * 32,79g

ΔR
= 2,82 g

ΔR
/R
= 2,82/32,79 * 100% = 8,6%

---