Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie siły elektromotorycznej.

Opis wykonania ćwiczenia:

Moim zadaniem było sporządzenie roztworów ZnCl₂ o stężeniach 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1 mol/dm³. Następnie wykonywałem dla ogniwa badanego po 3 pomiary siły elektromotorycznej. Pomiary wykonywałem z odstępami czasowymi. Wyniki przedstawione są w tabeli poniżej.

Tabela pomiarowa:

Ogniwo	Stężenie elektrolitu mol/dm^3	SEM [V]
		E1
Zn|ZnCl2|AgCl(Ag)	0,01	1,057
	0,05	1,056
	0,1	1,047
	0,5	1,026
	1	1,004

Opracowanie wyników:

1.Schemat reakcji zachodzącej w ogniwie

Zn|ZnCl₂|AgCl(Ag)

Zn Zn²⁺+2e

AgCl +e Ag+ Cl^- /·2

2AgCl+Zn Zn²⁺+2Cl^-+2Ag

2.Obliczam średnie stężenia molarne ze wzoru:

Korzystając z równania stałej dysocjacji ZnCl₂: ZnCl₂ → Zn²⁺ + 2Cl^- mamy że v₊=1, v_-=2, m₊=m, m_-=2m.

Po podstawieniu wartości do wzorów otrzymujemy następujące stężenia molarne:

m_±=0,016

m_±=0,079

m_±=0,159

m_±=0,794

m_±=1,587

3.Obliczam średnie aktywności elektrolitu ze wzoru:

a_±=(γ_±)(m_±)

Wartości średnich jonowych współczynników aktywności elektrolitu odczytuje z tabeli w instrukcji dla temperatury 25°C.

otrzymane wartości są następujące:

a_±=0,012

a_±=0,046

a_±=0,082

a_±=0,314

a_±=0,541

4.Z równania Nernsta obliczam teoretyczną wartość SEM badanego ogniwa:

$$E = E^{0} - \frac{3RT}{2F}\ln a_{\pm}$$

Gdzie:

E⁰- standardowa siła elektromotoryczna ogniwa, równa różnicy potencjałów obu elektrod

R- stała gazowa 8,314 J/mol·K

T- temperatura (273+25=298K)

F- stała Faradaya równa 96500C

Wyniki prezentują się następująco:

E=1,155 V

E=1,104 V

E=1,081 V

E=1,030 V

E=1,009 V

5.Wszystkie obliczone wartości zestawiam w tabeli:

Ogniwo	Edośw	m±	γ±	a±	ln a±	Eteor	$$\frac{E_{dosw} - E_{\text{teor}}}{E_{\text{teor}}} 100\%$$
0,01	1,065	0,016	0,73	0,012	-4,42	1,155	7,8
0,05	1,056	0,079	0,58	0,046	-3,08	1,104	4,3
0,1	1,046	0,159	0,518	0,082	-2,50	1,081	3,2
0,5	1,021	0,794	0,396	0,314	-1,16	1,030	0,8
1	1,000	1,587	0,341	0,541	-0,61	1,009	0,8

Wnioski:

Celem mojego doświadczenia było wyznaczenie siły elektromotorycznej dla badanego ogniwa. Jak widzimy na zamieszczonej wyżej tabeli podsumowującej wartość siły elektromotorycznej maleje wraz ze wzrostem stężenia elektrolitu co jest zgodne z wartością teoretyczną. Procent błędu pomiarowego nie jest duży można zatem stwierdzić ze pomiary zostały wykonane poprawnie. Z tabeli możemy także odczytać że wraz ze wzrostem stężenia rośnie aktywność elektrolitu oraz średnie stężenie molarne.