1Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i stałej

Wyznaczanie r�wnowanika elektrochemicznego miedzi

i staej Faraday'a

Andrzej Zieliski 10.03.1995 r.

Informatyka godz. 7:30 - 9:00

I. Tabela pomiar�w :

Czas t [s]	Natenie I [A]
0	0.61
180	0.61
360	0.61
540	0.605
720	0.605
900	0.606
1080	0.605
1260	0.605
1440	0.601
1620	0.601
1800	0.601

Natenie rednie

Ir [A]

Masa pocztkowa

m1 [g]

Masa kocowa

m2 [g]

R�nica mas

Dm [g]

0.606

86.55

86.9

0.35

II Opis wiczenia :

W wiczeniu uyem ukadu pomiarowego skadajcego si z woltametru zawierajcego elektrolit w kt�rym zostay umieszczone elektrody wykonane z blachy miedzianej przez kt�re zosta przepuszczony prd z autotransformatora i prostownika poprzez amperomierz.

0x01 graphic

Rys. schematyczny ukadu

Ukad zosta podczony na 30 minut, podczas kt�rych co 3 minuty odczytywaem i wpisywaem do tabeli warto natenia prdu podczas elektrolizy.

III Obliczenia :

Pierwsze prawo elektrolizy Faraday'a stwierdza, e ilo masy m wydzielona na elektrodzie jest r�wna iloczynowi natenia prdu I, czasu trwania elektrolizy t oraz r�wnowanika elektrochemicznego k :

Korzystajc z tego prawa moemy obliczy warto r�wnowanika elektrochemicznego k w omawianym wiczeniu, bdzie on r�wny :

po podstawieniu wartoci z wykonanego wiczenia otrzymujemy r�wnowanik elektrochemiczny k :

Sta Faraday'a mona obliczy korzystajc z drugiego prawa Faraday'a, kt�re ma posta :

gdzie m1, m2 to wydzielone masy, R1, R2 - r�wnowaniki chemiczne.

Z pierwszego prawa wynika, e
, czyli po przeksztaceniu prawo drugie przyjmuje posta :

pod warunkiem, e adunek przeniesiony w trakcie obu tych elektroliz jest jednakowy. Mona wic zapisa, e :

gdzie a jest wsp�czynnikiem proporcjonalnoci zapisywanym r�wnie

w postaci a = 1/F. Ostatecznie powysze r�wnanie mona zapisa w postaci :

natomiast pierwsze prawo Faraday'a :

skd moemy obliczy sta Faraday'a :

kt�ra po podstawieniu danych otrzymanych w wiczeniu wynosi :

IV Obliczenie i dyskusja bd�w :

Bd bezwzgldny wagi Dm = 0.02 g

Bd bezwzgldny pomiaru czasu Dt = 2 s

Bd bezwzgldny amperomierza DI = 0.00375 A

Do obliczenia bdu r�wnowanika elektrochemicznego skorzystam ze wzoru r�niczkowego na warto bdu bezwzgldnego wynik�w zoonych, kt�rego og�lna posta to:

w przypadku obliczania bdu r�wnowanika elektrochemiczenego k wz�r ten wykorzystujemy podstawiajc pochodne czstkowe uytych wielkoci mierzonych bezporednio, czyli m, t, oraz I. Po wyliczeniu pochodnych czstkowych, oraz uproszczeniu wz�r przyjmuje posta :

Natomiast wyliczona warto bdu bezwzgldnego to :

Bd bezwzgldny oblicz poprzez zlogarytmowanie funkcji F, a nastpnie zr�niczkowanie, wz�r og�lny na bd wzgldny
ma posta :

0x01 graphic

kt�ra w tym przypadku po zlogarytmowaniu do postaci :

zr�niczkowaniu i obliczeniach da nam warto bdu wzgldnego

z kt�rego stosujc wz�r :

obliczam ostatecznie warto bdu bezwzgldnego :

V Wnioski :

W przeprowadzonym wiczeniu korzystajc z praw elektrolizy Faraday'a na podstawie danych otrzymanych w dowiadczeniu wyznaczyem warto r�wnowanika elektrochemicznego dla miedzi dwuwartociowej, kt�ry wynosi :

oraz sta Faraday'a :