Numer ćwiczenia: 4	Temat ćwiczenia: Elektrochemiczne utlenianie kwasu szczawiowego.	Data wykonania doświadczenia:10.03.09r.
				Data oddania sprawozdania:17.03.09r.
Grupa: C2	Imię i nazwisko: Katarzyna Sarnek	Nazwisko sprawdzającego: dr Leszek Zaraska
Uwagi:		Ocena:

1. Cel doświadczenia:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie wpływu powierzchni elektrody na wydajność procesu elektrolizy.

2. Przebieg doświadczenia:

Wykonanie:

● Zestawiono układ pomiarowy według schematu zamieszczonego w skrypcie. Katodę stanowił ołowiany cylinder, natomiast anodę ołowiana blaszka.

● Następnie przeprowadzono 30-minutową elektrolizę 0,05-molowego roztworu kwasu szczawiowego z dodatkiem H₂SO₄.

● Podczas przeprowadzania elektrolizy co 5 minut notowano potencjał anody względem elektrody odniesienia. Elektrolizę prowadzono przy stałym prądzie o natężeniu równym 250mA

● Na gorąco zmiareczkowano 2 porcje 25cm³ wyjściowego roztworu kwasu szczawiowego. Próbkę zakwaszano kwasem siarkowym, dodano kilka kryształków stałego MnSO₄ i miareczkowano 0,02-molowym roztworem KMnO₄. Miareczkowanie prowadzono do momentu zabarwienia roztworu na kolor różowy.

● Czynność powtórzono dla roztworu po elektrolizie z blaszką ołowianą 4,1x 4,6 oraz 3,0x 1,7.

3. Zestawienie wyników:

● I Miareczkowanie 25cm³ 0,05M roztworu kwasu szczawiowego - 23,5cm³ KMnO₄

● II Miareczkowanie 25cm³ 0,05M roztworu kwasu szczawiowego - 23,5cm³ KMnO₄

ELEKTROLIZA I
Czas [min]	Potencjał anody [V]
0	0,76
5	0,93
10	0,91
15	0,89
20	0,92
25	0,88
30	0,88

● Wymiary elektrody: 4,1x 4,6

● I Miareczkowanie 25cm³ elektrolitu - 18,3cm³

● I Miareczkowanie 25cm³ elektrolitu - 18,2cm³

ELEKTROLIZA II
Czas [min]	Potencjał anody [V]
0	2,14
5	2,08
10	2,04
15	2,01
20	1,97
25	1,96
30	1,92

● Wymiary elektrody: 3,0x 1,7

● I Miareczkowanie 25cm³ elektrolitu - 20,3cm³

● I Miareczkowanie 25cm³ elektrolitu - 20,2cm³

4.Opracowanie wyników:

Ilości kwasu szczawiowego, które uległy rozkładowi w wyniku elektrolizy

W tym celu skorzystano z następującego równania reakcji:

/·5

/·2

Do zmiareczkowania 25cm³ wyjściowego roztworu kwasu szczawiowego użyto 23,5cm³ 0,02M roztworu manganianu(VII) potasu. Ilość moli KMnO₄ potrzebną do tego celu obliczono ze wzoru:

Z równania reakcji wynika że 2 mole KMnO₄ reagują z 5 molami H₂C₂O₄H2. Z proporcji wyliczono początkową zawartość kwasu szczawiowego w miareczkowanej próbce

-----------------------------------------------------------------

x mol -------------------------------------------------------------------------

Analogiczne dla próbek roztworów miareczkowanych

- dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

- dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

- dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

Ilości kwasu (
) jakie uległy rozkładowi w wyniku elektrolizy wynoszą:

(w 25cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

(w 200cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

(w 25cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

(w 200cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

Masa molowa kwasu szczawiowego wynosi 90,035g/mol, przeliczając liczby moli kwasu na masy ostatecznie otrzymujemy:

(w 25cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

(w 200cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

(w 25cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

(w 200cm³ roztworu) dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

Gęstość prądu anodowego

Skorzystano ze wzoru:

gdzie: I - natężenie prądu wynoszące 0,25A;

sⁱ - pole powierzchni anody wynoszące s¹ = 37,7cm² oraz s² = 10,2cm².

Średnie wartości potencjałów elektrolizy:

dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

Przewidywana przez pierwsze prawo Faradaya ilość rozłożonego kwasu

Skorzystano ze wzoru:

gdzie: k - współczynnik elektrochemiczny;

I - natężenie prądu;

t - czas prowadzenia elektrolizy

m = 0,21g

Wartość współczynnika elektrochemicznego

gdzie: z - liczba elektronów biorących udział w reakcji elektrochemicznej (z = 2);

F - stała Faradaya wynosząca 96485C/mol.

Wydajności prądowe przeprowadzonych elektroliz

Skorzystano ze wzoru:

dla blaszki ołowianej 4,1x 4,6

dla blaszki ołowianej 3,0x 1,7

5. Dyskusja wyników:

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia wyznaczono ilość kwasu szczawiowego, który uległ elektrolizie.

Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić że wraz ze wzrostem powierzchni elektrody rośnie wydajność prądowa procesu elektrolizy.

Wyniki pomiarów mogą być obarczone błędami wynikającymi z niedokładnego przygotowania roztworów oraz błędów dokonanych podczas miareczkowania tj. błąd spływu, błąd paralaksy, błąd kropli. Ponadto na wyniki mogła mieć też wpływ obecność tlenu w roztworze, który ulega dwustopniowej redukcji.

---