Wydział Technologii Chemicznej Kierunek: Technologia Chemiczna	Elżbieta Bednarek	25.03.2010r.
Grupa: 3 Zespół: 4	Nr ćw.: 5	dr inż. Agnieszka Świderska-Mocek

Temat: Wyznaczanie potencjału wydzielania wodoru.

1. Cel ćwiczenia

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. Opracowanie

Elektroda Cu
I[mA]
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
4,6
4,8
5

Elektroda Pt
I [mA]
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
4,6
4,8
5

• Po wykreśleniu krzywych prąd – potencjał i odczytaniu wartości potencjałów wydzielania obliczono wartości potencjałów wydzielania w skali wodorowej korzystając z zależności:

E_{w(w skali wodorowej)} = E_{w(w skali el.kalomelowej)} + 0, 274V

0, 274V - potencjał elektrody kalomelowej w skali wodorowej

• Obliczono stężenie jonów wodorowych – dla kwasu równe normalności kwasu, dla zasady z iloczynu jonowego wody:

[H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴

przyjmując stężenie jonów wodorotlenowych równe stężeniu zasady.

• Korzystając ze wzoru Nernsta obliczono potencjał spoczynkowy.

Przykładowe obliczenia dla 0, 01N H₂SO₄:

$$E = \frac{\text{RT}}{\text{nF}}\ln\lbrack H^{+}\rbrack$$

$$R = \ 8,314\ \frac{J}{\text{mol} \bullet K}$$

T = 298 K

$$F = 96485\ \frac{C}{\text{mol}}$$

n = 1

$$E = \frac{8,314 \bullet 298}{1 \bullet 96485}l\operatorname{n}\left( 0,01 \right) = - 0,118\ V$$

• Nadnapięcie wydzielania wodoru obliczono korzystając z zależności:

η = E_w − E

Wyniki obliczeń zamieszczono w tabelach poniżej.

ELEKTRODA PLATYNOWA
0,01N H2SO4
0,1N H2SO4
0,01N NaOH
0,1N NaOH

ELEKTRODA MIEDZIANA
0,01N H2SO4
0,1N H2SO4
0,01N NaOH
0,1N NaOH

Wartości średnie nadnapięć:

η_Pt = −0, 23V

η_Cu = −0, 4445V

1. Wnioski

Wartość średnia nadnapięcia dla elektrody platynowej wynosi -0,23V, a dla miedzianej -0,4445V. Wartość nadnapięcia zależy od materiału, z którego wykonana jest elektroda.

Wraz ze wzrostem natężenia rośnie potencjał badanej elektrody. Potencjał zmienia się także wraz ze zmianą stężenia roztworu.