WIMiC Laboratorium Chemii Fizycznej
Edyta Grzyb Marzena Babczyńska Wojciech Grzegorzek	Cel ćwiczenia: Zmierzenie siły elektromotorycznej (SEM) ogniw Daniella o różnych stężeniach roztworów oraz wyznaczenie iloczynu rozpuszczalności trudno rozpuszczalnej soli srebra(np. AgCl, AgI, AgSCN) na podstawie pomiarów SEM ogniwa miedziowo- srebrowego podczas miareczkowania roztworu AgNO3 roztworem odpowiedniej soli (np. KCl, KI, KSCN).
Grupa labor. 4, B II rok gr.3			Data ćwiczenia: 8.03.2004 Data oddania: 22.03.2004

1. Mierzymy siłę elektromotoryczną (SEM) ogniw Daniella o różnych stężeniach roztworów:

c	E	E
[M]	[V]	[V]
0,1	1,078	1,077
	1,078
	1,077
	1,077
	1,075
0,5	1,074	1,0818
	1,081
	1,084
	1,085
	1,085
1	1,100	1,0996
	1,100
	1,100
	1,099
	1,099

Wyliczam E_teoret

Tablicowe wartości współczynników aktywności i standardowej SEM dla Cu i Zn:
	C	f			Eo [V]
		0,1	0,5	1
	Zn	0,206	0,102	0,062	-0,7611
	Cu	0,21	0,104	0,063	0,339

Uniwersalna stała gazowa R:			8,314	[J.mol*K]		Obliczenia Et:
Temperatura pomiarów T:			298	[K]		c	E	Et
Stała Faradaya F:			96500	[C/mol]		[val/dm^3]	[V]	[V]
						0,1	1,077	1,10035
						0,5	1,0818	1,10035
						1	1,0996	1,10031

E_dyfuzyjny = E_teoret - E_dośw

Dla 0,1 E_dyf = 0,0233 [V]

Dla 0,5 E_dyf = 0,01855 [V]

Dla 1,0 E_dyf = 0,00071 [V]

2. Po napełnieniu naczynek 1M CuSO₄ do połowy i 50ml 0,01M AgNO₃ (NH₄NO₃- klucz elektrolityczny) mierzyliśmy siłę SEM woltomierzem cyfrowym

Wyniki i obliczenia dla miareczkowania KCl AgNO3:
C- KCl	V KCl	E	dE/dV
	[cm^3]	[V]
0,1	0,0	0,354	-0,01320
0,1	2,5	0,321	-0,12737
0,1	4,4	0,079	-0,03000
0,1	4,6	0,073	-0,02000
0,1	4,8	0,069	-0,02000
0,1	5,0	0,065	-0,01000
0,1	5,2	0,063	-0,01000
0,1	5,4	0,061	-0,02000
0,1	5,6	0,057	-0,01000
0,1	5,8	0,055	-0,01000
0,1	6,0	0,053	-0,00600
0,1	7,5	0,044	-0,00280
0,1	15,0	0,023	-0,00063
0,1	50,0	0,001	0,00060
1,0	10,0	-0,023	-0,00230

3. Sporządzenie wykresów:

4. Obliczenie siły elektromotorycznej SEM ogniwa miedziowo- srebrowego.

E⁰ = 0,799 - 0,339= 0,46

E = 0,375

5. Obliczam wartość V_KCl w punkcie równoważnikowym. Miareczkowaliśmy

roztwór AgNO₃ w V=50* 10^-3 dm³ i C = 0,01 mol/dm³

50* 10^-3 * 0,01= V* 0,1

V= 5 cm³

6. Obliczenie aktywności jonów Ag⁺

E_r = 0,321 SEM w punkcie równoważnikowym odczytane z wykresu

a_Ag⁺ = 0,0306

7. Znając wartość SEM badanego ogniwa w punkcie równoważnikowym wyznaczamy iloczyn rozpuszczalności AgCl

L_AgCl = a_Ag⁺ * a_Cl^-

L_AgCl = (a_Ag⁺ )²

L_AgCl = 9,3636*10^-4

8. Tematy do opracowania:

Potencjał normalny dowolnej elektrody jest wartością siły elektromotorycznej ogniwa złożonego z normalnej elektrody wodorowej oraz z danej elektrody o wszystkich reagentach w stanach standardowych. Reakcje elektrodowe uszeregowane według rosnących wartości odpowiadających im potencjałów normalnych, noszą nazwę szeregu napięciowego.

Szereg napięciowy dostarcza bezpośrednio informacji o kierunku przebiegu reakcji w ogniwach o reagentach w stanach podstawowych. Znajomość potencjałów normalnych elektrod danego ogniwa dostarcza wartości standardowej SEM a tym samym zgodnie z równaniem E^o = -ΔG°/zF i standardowej zmiany potencjału termodynamicznego ΔG°.

Szereg napięciowy metali:

Na podstawie danych liczbowych szeregu napięciowego łatwo jest przewidzieć, który z metali w dwumetalicznym ogniwie standardowym będzie pełnił funkcję katody, a który anody oraz obliczyć siłę elektromotoryczna tego ogniwa. Jeśli np. potencjał standardowy E^o_M1 metalu M1 jest niższy od potencjału standardowego E^o_M2 metalu M2, to w standardowym ogniwie dwumetalicznym, utworzonym z tych dwóch metali, metal pierwszy (M1) będzie pełnił funkcję anody, metal zaś drugi (M2) katody. Symbol ogniwa będzie zatem następujący:

gdzie z i w - ładunki jonów metali. Siłę elektromotoryczną tego ogniwa, można obliczyć jako różnicę potencjału katody i anody:

E^o = E_k^o - E_A^o = E^o_M1 - E^o_M2

Szereg napięciowy metali można traktować umownie jako szereg rosnącej szlachetności metali.

Roztwór nasycony- roztwór substancji pozostający w równowadze z osadem tej substancji (zawiera tyle substancji rozpuszczonej, ile może jej maksymalnie zawierać tworząc trwały układ w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem). Rozpuszczalność substancji jest równa stężeniu roztworu nasyconego.

9. Wnioski:

• Po zmierzeniu SEM ogniw Daniella o różnych stężeniach, obliczamy wartość teoretyczną tych ogniw, co umozliwia nam policzenie SEM dyfuzyjnego dla roztworów o różnych stężeniach (0,1M; 0,5M; 1,0M).

Między SEM wynikającą z doświadczenia a SEM wynikającą z obliczeń jest duża różnica, co wynika z niedokładnego przeprowadzenia ćwiczenia np. niedokładne posługiwanie się woltomierzem cyfrowym.

• Porównując wartość SEM z wartością otrzymaną doświadczalnie stwierdziliśmy rozbiezność które wynikają z niedokładności przeprowadzonego pomiaru.

---