Wykresy

Całkowity ładunek q, który przepłynął przez obwód podczas trwania elektrolizy:

q=I∙t

I₁ = 0,19 A

I₂=0,58 ; 0,59 A

t₁=1800 s

t₂=720 s

pomiar 1 (3V)

q1= 0,19 * 1800 = 342

pomiar 2 (6V)

q2= 0,58 * 360 + 0,59 * 360 = 208,8+212,4=421,2

Łącznie q = 763,2

Ubytek masy miedzianej anody.

m = k * q

   m - masa substancji wydzielonej na katodzie lub anodzie [kg] lub [g]

    q - natężenie prądu [A] * czas trwania elektrolizy [s]

    k - równoważnik (współczynnik) elektrochrmiczny [kg/C] lub [g/C], określający masę substancji wydzielonej przy przepływie jednostkowego ładunku, np. 1C.

$$\frac{M}{k*z} = F$$

gdzie:

    F - stała Faradaya F = 96500 [C/mol = A·s/mol]

    M - masa molowa jonu biorącego udział w elektrolizie [g/mol]

    k - równoważnik elektrochemiczny [kg/C] lub [g/C]

    z - liczba ładunkowa reakcji elektrodowej jest liczbą dodatnią, bezwymiarową, równą współczynnikowi stechiometrycznemu elektronów w równaniu reakcji elektrodowej dla 1 mola produktu wydzielającego się na katodzie lub na anodzie.

q = 763,2 [s*A]

Mcu = 64 g/mol

F = 96485 C/mol

Z = 2, ponieważ Cu²⁺ + 2e^- = Cu_(s)

$$m = \ \frac{M*q}{F*z}$$

$$m = \ \frac{64*342}{96485*2} = 0,2503\ \lbrack g\rbrack$$

mCu= 0,2503 g

Liczba moli wydzielonego wodoru.

m =  n * M

$$\backslash n{n = \ \frac{q}{F*z}}$$

Pomiar 1

q = 763,2 [s*A]

Z = 2

F = 96485 C/mol

$$n = \frac{763,2}{2*96485} = \ 0,3954\text{\ mol}$$

nH₂= 0,3954 mol

Równoważnik elektrochemiczny miedzi kCu oraz wodoru kH2 , korzystając z I prawa elektrolizy:

$$k_{Cu,H2} = \frac{m_{Cu,H2}}{q}$$

mCu = 0,2503

mH₂ = 0,7908

q= 763,2

$$k_{\text{Cu}} = \frac{0,2503}{763,2} = 0,000327\ \lbrack\frac{g}{C}\rbrack$$

$$k_{H2} = \frac{0,7908}{763,2} = 0,001036\ \lbrack\frac{g}{C}\rbrack$$

Stała Faradaya

$$F = \frac{R}{k}$$

$$R = \frac{M}{z}$$

Gdzie:
R - równoważnik chemiczny

R_Cu = 31,78 g

R_H2= 1 g

Według Cu:

$$F = \frac{31,78}{0,000327} = 97186$$

Według H₂

$$F = \frac{1}{0,001036} = 96525$$

Błąd pomiarowy

$$U_{(F)} = F*\sqrt{{(\frac{\delta(m)}{m})}^{2} + {(\frac{\delta(t)}{t})}^{2} + {(\frac{\delta(I)}{I})}^{2}}$$

Gdzie:

δ(m)= 0,0001g – niepewność masy wyznaczona według najmniejszej podziałki na wadze.

δ(t)=1s – niepewność wyznaczonego czasu.

δ(I)=0,01 – niepewność odczytu natężenia.

F – wyznaczona wartość stałej Faradaya

m_H2=0,7908 g

m_Cu=0,2503 g

t= 2520 s

$I = \frac{1800*0,19 + 720*0,58}{2520} = 0,30$

$$U_{(F)\text{mCu}} = 97186*\sqrt{\left( \frac{0,0001}{0,2503} \right)^{2} + \left( \frac{1}{2520} \right)^{2} + \left( \frac{0,01}{0,30} \right)^{2}} = 3239$$

$$U_{\left( F \right)mH2} = 96525*\sqrt{\left( \frac{0,0001}{0,7908} \right)^{2} + \left( \frac{1}{2520} \right)^{2} + \left( \frac{0,01}{0,30} \right)^{2}} = 3217$$

F_mcu= 97186 +/- 3239

F_H2= 96525 +/- 3217

Porównanie wartości

	Obliczenia/Dane	Pomiar
Stała Faradaya	96485	97186 +/- 3239 ; 96525 +/- 3217
Ubytek masy miedzi	0,2503	0,2504
Wydzielona masa wodoru	0,7908	0,8787