Nr i tytuł ćwiczenia: Ćwiczenie 9-1 Oznaczanie grubości osadzonej powłoki miedzianej i wydajności prądowej elektrolizy.
Imię i nazwisko osoby prowadzącej ćwiczenia: dr Ewa Więckowska- Bryłka
Data wykonania ćwiczenia
Uwagi prowadzącego

1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wykonanie powłoki miedzianej na płytce metalowej o innej barwie niż barwa metalicznej miedzi oraz wyznaczenie jej grubości (metodą kroplową i obliczeniową na podstawie przyrostu masy płytki) ,a także określenie wydajności prądowej elektrolizy.

2.Wstęp teoretyczny

3.Wykonanie ćwiczenia

1. Pierwszym krokiem do wykonania ćwiczenia było przygotowanie płytki , na której w procesie elektrolizy będzie osadzała się miedź. Aby to uczynić musiałyśmy wykonać następujące kroki:

• Oczyścić płytkę papierem ściernym do uzyskania srebrzystej, czystej powierzchni

• Płukać w ciepłej wodzie

• Płukać w zimnej wodzie

• Płukać w acetonie

• Suszyć na powietrzu

2. Następnym krokiem było zważenie płytki na wadze analitycznej

3. Po zważeniu płytki należało wprowadzić ją do roztworu Cu SO₄ i podłączyć do zewnętrznego źródła prądu stałego (podobnie jak dwie miedziane anody)

4. Należy następnie uruchomić zasilacz i rozpocząć proces miedziowania prądem o natężeniu I=0,5 A. Proces miedziowania trwał 20 min.

5. Po upływie 20 min, zakończyłyśmy proces elektrolizy, wyłączając zasilacz i odłączając elektrody. Katodę wypłukałyśmy dwukrotnie wodą destylowaną i raz acetonem.

6. Po wysuszeniu płytki, zważyłyśmy ją ponownie na tej samej wadze analitycznej.

7. Następnie zmierzyłyśmy wymiary płytki za pomocą linijki i obliczyłyśmy jej powierzchnię (przy pomocy wzoru na powierzchnię prostokąta)

8. Ostatnim krokiem w wykonaniu tego ćwiczenia jest wyznaczenie miejscowej grubości powłoki miedzianej, za pomocą metody kroplowej. Umieściłyśmy po jednej kropli roztworu AgNO₃ na środku blaszki i na jednym z jej rogów. Pozostawiłyśmy krople na 60 sekund, a następnie wytarłyśmy je chusteczką tak aby nie pozostał osad. Policzyłyśmy ilość kropli, po której rozpuszczona została miedziana warstwa.

9. Na koniec dokonałyśmy niezbędnych obliczeń

4. Wyniki pomiarów i ich opracowanie

• Obliczam ∆m:

m = 8, 3458g − 8, 1384g

∆m=0,2074 g

S=43,00cm²,$d = \frac{8,92g}{\text{cm}^{3}}$

• Obliczanie grubości osadzanej powłoki miedzianej wyznaczone metoda kropelkową:

$$l = \frac{m}{S \bullet d}$$

$l = \frac{0,2074g}{43,00\text{cm}^{2} \bullet 8,92\frac{g}{\text{cm}^{3}}} = 5,407 \bullet 10^{- 4}$cm=5.407μm

1. W rogu płytki

l = (n−1) • a a dla temp 298 K wynosi 1,20

l = (10−1) • 1, 20

l = 10, 8μm

1. Na środku płytki

l = (11 − 1)•1, 20

cl = 12, 0μm

• Obliczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi:

I=0,5A

t=20•60s=1200s

$$k = \frac{M}{2F}$$

$$k = \frac{63,55g/\text{mol}}{2 \bullet 96486\ C/\text{mol}}$$

k=3,29•10⁻⁴g/C

• Obliczanie wydajności prądowej elektrolizy:

$$\beta = \frac{m}{k \bullet I \bullet t}$$

$$\beta = \frac{0,2074g}{3,29 \bullet 10^{- 4}g/C \bullet 0,5A \bullet 1200s}$$

β = 1, 05

5.Wnioski