Zmierzone pary prąd-potencjał.
Elektroda Cu |
||||
|
0,1N H2SO4 |
0,1N NaOH |
0,01N H2SO4 |
0,01N NaOH |
I[mA] |
π [V] |
π [V] |
π[V] |
π[V] |
0,2 |
0,73 |
0,06 |
0,05 |
0,63 |
0,4 |
0,82 |
1,42 |
0,83 |
1,50 |
0,6 |
0,85 |
1,54 |
0,92 |
1,63 |
0,8 |
0,88 |
1,61 |
0,98 |
1,71 |
1 |
0,91 |
1,65 |
1,03 |
1,77 |
1,2 |
0,92 |
1,68 |
1,07 |
1,82 |
1,4 |
0,94 |
1,70 |
1,11 |
1,87 |
1,6 |
0,95 |
1,72 |
1,15 |
1,91 |
1,8 |
0,97 |
1,73 |
1,20 |
1,96 |
2 |
0,97 |
1,75 |
1,24 |
2,01 |
2,2 |
0,98 |
1,76 |
1,28 |
2,05 |
2,4 |
0,99 |
1,77 |
1,31 |
2,11 |
2,6 |
1,00 |
1,78 |
1,35 |
2,14 |
2,8 |
1,01 |
1,80 |
1,39 |
2,19 |
3 |
1,02 |
1,81 |
1,43 |
2,24 |
3,2 |
1,04 |
1,82 |
1,45 |
2,28 |
3,4 |
1,04 |
1,83 |
1,48 |
2,33 |
3,6 |
1,06 |
1,83 |
1,52 |
2,37 |
3,8 |
1,04 |
1,84 |
1,54 |
2,42 |
4 |
1,06 |
1,85 |
1,58 |
2,46 |
4,2 |
1,07 |
1,86 |
1,60 |
2,50 |
4,4 |
1,08 |
1,87 |
1,63 |
2,55 |
4,6 |
1,08 |
1,88 |
1,66 |
2,59 |
4,8 |
1,09 |
1,88 |
1,69 |
2,63 |
5 |
1,11 |
1,89 |
1,71 |
2,68 |
Elektroda Pt |
||||
|
0,1N H2SO4 |
0,1N NaOH |
0,01N H2SO4 |
0,01N NaOH |
I [mA] |
π[V] |
π[V] |
π[V] |
π[V] |
0,2 |
0,34 |
0,30 |
0,26 |
0,31 |
0,4 |
0,46 |
0,36 |
0,36 |
0,38 |
0,6 |
0,53 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
0,8 |
0,57 |
1,13 |
0,56 |
0,53 |
1 |
0,59 |
1,19 |
0,66 |
0,63 |
1,2 |
0,61 |
1,20 |
0,73 |
1,22 |
1,4 |
0,63 |
1,22 |
0,78 |
1,33 |
1,6 |
0,65 |
1,24 |
0,83 |
1,41 |
1,8 |
0,66 |
1,26 |
0,87 |
1,46 |
2 |
0,68 |
1,27 |
0,90 |
1,50 |
2,2 |
0,69 |
1,28 |
0,92 |
1,54 |
2,4 |
0,70 |
1,29 |
0,95 |
1,57 |
2,6 |
0,71 |
1,30 |
0,98 |
1,61 |
2,8 |
0,72 |
1,31 |
1,00 |
1,64 |
3 |
0,73 |
1,32 |
1,01 |
1,67 |
3,2 |
0,74 |
1,33 |
1,05 |
1,69 |
3,4 |
0,75 |
1,34 |
1,07 |
1,72 |
3,6 |
0,75 |
1,34 |
1,10 |
1,75 |
3,8 |
0,76 |
1,36 |
1,12 |
1,77 |
4 |
0,77 |
1,36 |
1,13 |
1,8 |
4,2 |
0,78 |
1,38 |
1,15 |
1,82 |
4,4 |
0,78 |
1,38 |
1,17 |
1,85 |
4,6 |
0,79 |
1,39 |
1,18 |
1,87 |
4,8 |
0,79 |
1,39 |
1,20 |
1,90 |
5 |
0,80 |
1,41 |
1,22 |
1,93 |
Wykresy krzywych prąd-potencjał dla poszczególnych stężeń oraz elektrod.
Wartości potencjału wydzielania Ew K (w skali el. kalomelowej)
Elektroda Cu |
|
Ew K [V] |
Stężenie [N]; substancja |
0,873 |
0,1 ; H2SO4 |
1,642 |
0,1 ; NaOH |
0,895 |
0,01 ; H2SO4 |
1,558 |
0,01 ; NaOH |
Elektroda Pt |
|
Ew K [V] |
Stężenie [N] ; substancja |
0,583 |
0,1 ; H2SO4 |
1,167 |
0,1 ; NaOH |
0,673 |
0,01 ; H2SO4 |
1,242 |
0,01 ; NaOH |
Obliczyłem wartości potencjałów wydzielania w skali wodorowej, wiedząc że:
E w H (w skali wodorowej) = E w K (w skali kalomelowej) + 0,274 V
Elektroda Cu |
|
Ew H [V] |
Stężenie [N]; substancja |
1,147 |
0,1 ; H2SO4 |
1,916 |
0,1 ; NaOH |
1,169 |
0,01 ; H2SO4 |
1,832 |
0,01 ; NaOH |
Elektroda Pt |
|
Ew H [V] |
Stężenie [N] ; substancja |
0,857 |
0,1 ; H2SO4 |
1,441 |
0,1 ; NaOH |
0,947 |
0,01 ; H2SO4 |
1,516 |
0,01 ; NaOH |
6. Obliczyłem nadnapięcie η wydzielania wodoru dla poszczególnych układów, w/g równania:
Ew H= E + η
czyli,
η = Ew H - E
Potencjał spoczynkowy E obliczyłem, w/g wzorów:
Nernst'a:
,gdzie:
-R stała gazowa 8,314 [J*mol-1*K-1]
-T temperatura, const. 298 [K]
-n liczba elektronów biorących udział w reakcji atomowej 2
-F stała Faradaya 96485 [C*mol-1]
,oraz
Iloczynu jonowego wody: [H+][OH+]=10-14
|
0,1N H2SO4 |
0,1N NaOH |
0,01N H2SO4 |
0,01N NaOH |
Stężenie [H+] |
0,1 |
10-13 |
0,01 |
10-12 |
Elektroda Cu |
|||
Ew H [V] |
E [V] |
Stężenie [N]; substancja |
η [V] |
1,147 |
-0,030 |
0,1 ; H2SO4 |
1,177 |
1,916 |
-0,384 |
0,1 ; NaOH |
2,300 |
1,169 |
-0,059 |
0,01 ; H2SO4 |
1,759 |
1,832 |
-0,355 |
0,01 ; NaOH |
2,187 |
Elektroda Pt |
|||
Ew H [V] |
E [V] |
Stężenie [N] ; substancja |
η [V] |
0,857 |
-0,030 |
0,1 ; H2SO4 |
0,887 |
1,441 |
-0,384 |
0,1 ; NaOH |
1,825 |
0,947 |
-0,059 |
0,01 ; H2SO4 |
1,006 |
1,516 |
-0,355 |
0,01 ; NaOH |
1,871 |
Wartośc średnia nadnapięcia η dla Pt:
ηśrednie = 1,147 [V]
Wartośc średnia nadnapięcia η dla Cu:
ηśrednia = 1,856 [V]
Wnioski:
Wartość średnia nadnapięcia η dla Platyny wynosi 1,144 [V], a dla Miedzi 1,856 [V]. Wartość ta jest tym nadmiarem napięcia, który należy przyłożyć do ogniwa, aby reakcja w ogniwie przebiegła w widocznym stopniu.
Wraz ze wzrostem prądu potencjał rośnie.
Wyniki które nam wyszły były z przeciwnym znakiem niż te które brałem do obliczeń, ponieważ znak zależy od podłączenia układu do czytnika napięcia (powinniśmy podłączyć go odwrotnie), potwierdzeniem jest fakt ,że wodór wydziela się na Katodzie (-) , a oddając elektrony osiąga potencjał dodatni, dlatego wyniki także powinny być dodatnie.