Nr ćw: 3	Data: 15.10.2010	Imię i Nazwisko: Albert Szymczak	Wydział Fizyka techniczna	Grupa V Zespół 3
Prowadzący Mgr inż. Łukasz Waliszewski

Temat:

Wyznaczenie potencjału wydzielania wodoru

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. Pomiary:

	H2SO4	NaOH
I[mA]	[V]	[V]
0	0,37	0,4
0,2	0,48	0,54
0,4	0,58	0,92
0,6	0,66	1,33
0,8	0,71	1,39
1	0,74	1,43
1,2	0,76	1,45
1,4	0,78	1,47
1,6	0,79	1,49
1,8	0,8	1,5
2	0,81	1,52
2,2	0,82	1,54
2,4	0,83	1,55
2,6	0,84	1,56
2,8	0,84	1,57
3	0,85	1,59
3,2	0,85	1,6
3,4	0,86	1,61
3,6	0,86	1,62
3,8	0,87	1,63
4	0,88	1,64
4,2	0,88	1,65
4,4	0,88	1,66
4,6	0,89	1,67
4,8	0,89	1,68
5	0,9	1,69

2. Wykresy:

Krzywa prąd- potencjał H₂SO₄ 0,1 N

Krzywa prąd- potencjał NaOH 0,1 N

3. Wartość potencjału wydzielania E_{w (w skali kalomelowej)} dla elektrody Cu w roztworze H₂SO₄ 0,1 N wynosi: 0,74V.

Wartość potencjału wydzielania E_{w (w skali kalomelowej)} dla elektrody Cu w roztworze NaOH 0,1 N wynosi: 1,33V.

4. Wartości potencjałów wydzielania w skali wodorowej obliczone wg wzoru:

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

H₂SO₄: E_{w (w skali wodorowej)} = 0,74V + 0,274V

E_{w (w skali wodorowej)} = 1,014 V

NaOH: E_{w (w skali wodorowej)} = 1,33V + 0,274V

E_{w (w skali wodorowej)} = 1,604V

Dotyczy elektrody Cu.

5. Potencjał spoczynkowy E obliczony zgodnie z równaniem Nernast’a:

Dla: H₂SO₄: E=(8,314*298)/ (1*96485)* (-2,30259)

E= -0,059[V]

Stężenie jonów [H⁺] dla roztworu zasady obliczam ze wzoru:

[H⁺][OH^-] = 10^-14 mol²*dm^-6

Dla NaOH 0,1M stężenie jonów [OH^-] wynosi 0,1 mol*dm^-3 , czyli

[H⁺ ][0,1]= 10^-14

[H⁺ ]=10^-13[mol*dm^-3]

Ln10^-13 = -29,9336

NaOH: E=(8,314*298)/ (1*96485)*(-29,9336)

E= -0,769[V]

Obliczamy nadnapięcie wydzielania wodoru dla poszczególnych układów, zgodnie ze wzorem:

E_w = E + η, gdzie

η = E_w - E

Dla: H₂SO₄: η = 1,014V - (-0,059V)

η = 1,073V

NaOH: η = 1,604V - (-0,769V)

η = 2,373V

Obliczenia dotyczą elektrody Cu.

Wartość średnia nadnapięcia η dla Cu wynosi: η_średnia = 1.723V

6. Wnioski:

• Wyliczona wartość nadnapięcia η dla NaOH jest większa niż dla H₂SO₄, co oznacza, że do spoczynkowego potencjału E elektrody Cu w roztworze NaOH należy dodatkowo przyłożyć większe napięcie (niż w roztworze H₂SO₄), celem uzyskania potencjału wydzielania wodoru E_w.

• Wartość nadnapięcia jest zależna od [H⁺].