Ćwiczenie nr 25 Temat: Wyznaczenie równoważnika elektrochemicznego miedzi.

Tabela pomiarowa:

czas [min]	natężenie prądu [A]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Iśr

Część teoretyczna:

Prawa Faraday'a (prawa elektrolizy)

I PRAWO FARADAY'A - podczas elektrolizy, w czasie t na elektrodach woltometru wydzielają się ilości substancji o masach m wprost proporcjonalnych do ładunku przeniesionego w tym czasie przez elektrolit.

m=k*Q (1)

Q=I*t (2)

(2)→(1)

m=k*I*t ⇒

gdzie:

k - współczynnik proporcjonalności

I - natężenie prądu płynącego przez elektrolit

Q - ładunek elektryczny

II PRAWO FARADAY'A - ten sam prąd (takie samo natężenie i ten sam czas przepływu) wydziela z różnych elektrolitów masy (m₁, m₂,…m_n) jonów, proporcjonalne do równoważników chemicznych (R₁, R₂,…R_n) tych substancji.

Z pierwszego prawa Faraday'a wynika, że stosunek mas jonów wydzielonych w czasie przepływu tego samego prądu można zastąpić stosunkiem odpowiednich równoważników chemicznych.

m₁=k₁*ΔQ; m₂=k₂*ΔQ; m_n=k_n*ΔQ; Q=const

m₁:m₂:…:m_n = k₁:k₂:…:k_n

drugie prawo Faraday'a zapiszemy w postaci:

k₁:k₂:…:k_n = R₁:R₂:…:R_n

Z drugiego prawa elektrolizy wynika, że na wydzielenie jednego równoważnika gramowego dowolnego jonu potrzebny jest taki sam ładunek. Ładunek ten nazywamy stałą Faraday'a. Pierwsze prawo elektrolizy przyjmuje postać:

R=k*F ⇒ ; przy czym

gdzie:

M - masa jednego mola wydzielonej substancji

F - stała Faraday'a

w - wartościowość pierwiastka

R - równoważnik chemiczny

DYSOCJACJA ELEKTROLITYCZNA, samorzutny rozpad cząstek elektrolitów na jony dodatnie i ujemne, zachodzący w odpowiednim rozpuszczalniku, np. w wodzie; roztwory, w których zaszła dysocjacja elektrolityczna przewodzą prąd elektryczny, gdyż ładunki są przenoszone przez jony wędrujące w polu elektrycznym. Wyróżniamy elektrolity:

1. mocne (np. NaCl) - niezależnie od stężenia ulegają całkowitej dysocjacji, czyli wszystkie ich cząsteczki są zdysocjowane na jony

2. słabe (np. CH₃COOH) dysocjują tylko częściowo, przy czym dysocjacja wzrasta wraz z rozcieńczeniem roztworu

Wielkość dysocjacji elektrolitycznej wyraża stała dysocjacji.

przykład:

ELEKTROLIZA - proces polegający na wymuszeniu reakcji chemicznej w wyniku przepływu przez układ prądu elektrycznego. Elektroliza zachodzi w roztworze elektrolitu, w którym umieszczono elektrody dołączone do źródła prądu stałego. Jony elektrolitu przenoszą ładunek między elektrodami. Na granicy faz elektroda-roztwór biegną nieodwracalne reakcje utleniania (przy anodzie) i redukcji (przy katodzie) jonów elektrolitu, związków chemicznych rozpuszczonych w roztworze lub materiału elektrod.

ELEKTROLIT - związek chemiczny przewodzący prąd elektryczny za pomocą jonów w stanie stałym, stopionym lub w roztworach.

Schemat stanowiska:

12V

+ -

+ -

A

A K

---