TOŚ semestr IV	Natalia Turkowska	07. 04.2008r.
nr grupy: 1 nr zespołu: 2	nr ćwiczenia: 5	Prowadzący: dr Elżbieta Koczorowska

Temat: Wyznaczanie potencjału wydzielania wodoru

Celem ćwiczenia jest doświadczalne przebadanie krzywych prąd- napięcie (metodą galwanostatyczną) dla wydzielania wodoru na platynie i na miedzi oraz wyznaczenie nadnapięcia wydzielania wodoru na Pt i Cu.

1. Pomiary zależności potencjału elektrody platynowej i miedzianej od prądu dla roztworu wodorotlenku sodu.

PRĄD 0,2-5 mA	Pt 0,01N NaOH [V]	Pt 0,1N NaOH [V]	Cu 0,01N NaOH [V]	Cu 0,1N NaOH [V]
0.2	- 0.45	- 0.46	- 0.63	- 0.74
0.4	-0.54	-0.52	-1.42	-1.41
0.6	-0.66	-0.60	-1.52	-1.47
0.8	-1.3	-1.23	-1.62	-1.51
1	-1.45	-1.34	-1.67	-1.54
1.2	-1.50	-1.38	-1.72	-1.56
1.4	-1.54	-1.39	-1.76	-1.57
1.6	-1.58	-1.42	-1.80	-1.59
1.8	-1.62	-1.44	-1.83	-1.61
2	-1.63	-1.46	-1.85	-1.62
2.2	-1.66	-1.47	-1.89	-1.63
2.4	-1.68	-1.48	-1.94	-1.64
2.6	-1.72	-1.49	-1.97	-1.65
2.8	-1.73	-1.50	-2	-1.65
3	-1.76	-1.51	-2.05	-1.66
3.2	-1.79	-1.52	-2.06	-1.67
3.4	-1.81	-1.53	-2.11	-1.68
3.6	-1.83	-1.53	-2.13	-1.68
3.8	-1.85	-1.54	-2.16	-1.69
4	-1.88	-1.55	-2.20	-1.70
4.2	-1.90	-1.56	-2.23	-1.71
4.4	-1.92	-1.56	-2.27	-1.71
4.6	-1.94	-1.57	-2.29	-1.71
4.8	-1.95	-1.58	-2.33	-1.72
5	-1.98	-1.58	-2.36	-1.73

Pomiary zależności potencjału elektrody platynowej i miedzianej od prądu dla roztworu kwasu siarkowego:

PRĄD 0,2-5 mA	Pt. 0,01N H2S04 [V]	Pt 0,1N H2S04 [V]	Cu 0,01N H2S04 [V]	Cu 0,1N H2S04 [V]
0.2	- 0.56	-0.48	- 0.78	-0.65
0.4	-0.69	-0.54	-0.89	-0.73
0.6	-0.77	-0.58	-0.93	-0.76
0.8	-0.81	-0.61	-0.98	-0.78
1	-0.85	-0.64	-1.01	-0.80
1.2	-0.87	-0.65	-1.04	-0.82
1.4	-0.9	-0.68	-1.08	-0.83
1.6	-0.91	-0.68	-1.10	-0.84
1.8	-0.93	-0.69	-1.13	-0.85
2	-0.95	-0.70	-1.16	-0.86
2.2	-0.96	-0.70	-1.18	-0.87
2.4	-0.98	-0.71	-1.21	-0.88
2.6	-0.99	-0.72	-1.24	-0.89
2.8	-1	-0.73	-1.26	-0.90
3	-1.02	-0.73	-1.29	-0.91
3.2	-1.03	-0.74	-1.31	-0.92
3.4	-1.05	-0.74	-1.32	-0.92
3.6	-1.06	-0.75	-1.35	-0.93
3.8	-1.08	-0.75	-1.38	-0.93
4	-1.09	-0.76	-1.41	-0.94
4.2	-1.10	-0.76	-1.43	-0.95
4.4	-1.11	-0.77	-1.46	-0.96
4.6	-1.13	-0.77	-1.48	-0.96
4.8	-1.14	-0.78	-1.50	-0.97
5	-1.16	-0.78	-1.54	-0.97

Obliczenie wartości potencjałów wydzielania w skali wodorowej oraz nadnapięcia wydzielania wodoru dla poszczególnych układów:

	Cu 0,1N NaOH	Cu 0,01N NaOH	Pt 0,1N NaOH	Pt 0,01N NaOH	Cu 0,1N H2SO4	Cu 0,01N H2SO4	Pt 0,1N H2SO4	Pt 0,01N H2SO4
EwK	-1,50	-1,52	-1,37	-1,40	-0,78	-0,89	-0,63	-0,77
potencjał skali wodorowej EwH	-1,226	-1,246	-1,096	-1,126	-0,506	-0,616	-0,356	-0,496

Obliczanie potencjału w skali wodorowej

E _{w H (w skali wodorowej)} = E _{w K (w skali kalomelowej)} + 0,274 V

Potencjał spoczynkowy E obliczyłam według równania 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

F- stała Faradaya 96485 [C*mol^-1]

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

stąd potencjał standardowy:

E [V]	Stężenie [N]; substancja
-0,059	0,1 H2SO4
-0,769	0,1 NaOH
-0,118	0,01 H2SO4­
-0,71	0,01 NaOH

Obliczając nadnapięcia korzystałam ze wzoru:

E_{w H}= E + η

czyli,

η = E_{w H} - E

Obliczanie wartość nadnapięcia dla wszystkich roztworów i z tego wartość średnią:

na platynie	na miedzi
-0,327	-0,457
-0,416	-0,536
-0,297	-0,447
-0,378	-0,498
wartość średnia: -0,355	wartość średnia: - 0,485

Wnioski:

Na podstawie otrzymanych wyników wartość średnia nadnapięcia dla platyny wynosi -0,355[V] a dla miedzi -0,485 [V] można stwierdzić, iż wodór powstaje głównie w miejscu o najniższym nadnapięciu - a więc na miedzi, nieco mniej intensywnie wodór powstaje na powierzchni platyny. W taki sposób można pokazać różnice wartości nadnapięcia wydzielania wodoru na miedzi i platynie.

---