SPRAWOZDANIE

Wydział Fizyki Technicznej Edukacja Techniczno- Informatyczna	Milena Jażdżyk	09.11.2012r
Nr grupy: 1 Nr zespołu: 1	Ćwiczenie nr 4	Dr E. Górnicka- Koczorowska

1. Temat ćwiczenia: Wyznaczenie potencjału wydzielania wodoru.

2. Cel ćwiczenia: Doświadczalne przebadanie krzywych prąd- napięcie (metodą galwanostatyczną) dla wydzielania wodoru na platynie i na miedzi oraz wyznaczenie nadnapięcia wydzielania wodoru na Pt i Cu.

3. Pomiary:

4. Obliczenia:

Wartości potencjałów wydzielania w skali wodorowej:

Katoda PT	H2SO4 0,1N Ew=0,6+0,274= =0,874V	NaOH 0,1N Ew=1,25+0,274= =1,524V	H2SO4 0,01N Ew=0,77+0,274= =1,044V	NaOH 0,01N Ew=1,35+0,274= =1,624V
Katoda Cu	H2SO4 0,1N Ew=0,7+0,274= =0,74V	NaOH 0,1N Ew=1,49+0,274= =1,764V	H2SO4 0,01N Ew=0,84+0,274= =1,114V	NaOH 0,01N Ew=1,44+0,274= =1,714V

Potencjał spoczynkowy obliczony na podstawie równania Nernst’a:

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

Temperatura pokojowa ≈293K

	H2SO4	NaOH
0,1N	[H^+]=10^-1 $$E = \frac{8,314 \bullet 293}{1 \bullet 96485}\ln 10^{- 1} = - 0,025V\backslash n$$	[H^+][OH^−] = 10^−14 $$\left\lbrack H^{+} \right\rbrack = \frac{10^{- 14}}{\left\lbrack \text{OH}^{-} \right\rbrack} = \frac{10^{- 14}}{10^{- 1}} = 10^{- 13}$$ $$E = \frac{8,314 \bullet 293}{1 \bullet 96485}\ln 10^{- 13} = - 0,325V$$
0,01N	[H^+]=10^-2 $$E = \frac{8,314 \bullet 293}{1 \bullet 96485}\ln 10^{- 2} = - 0,05V$$	[H^+][OH^−] = 10^−14 $$\left\lbrack H^{+} \right\rbrack = \frac{10^{- 14}}{\left\lbrack \text{OH}^{-} \right\rbrack} = \frac{10^{- 14}}{10^{- 2}} = 10^{- 12}$$ $$E = \frac{8,314 \bullet 293}{1 \bullet 96485}\ln 10^{- 12} = - 0,3V$$

Nadnapięcia wydzielania wodoru dla poszczególnych układów:

E_w=E+ η

Czyli, η=E_w-E

0,1N	H2SO4 dla Pt η=0,6+0,025=0,625V	NaOH dla Pt η=1,25+0,325=0,45V	H2SO4 dla Cu η=0,7+0,025=0,725V	NaOH dla Cu η=1,49+0,325=1,815V
0,01N	H2SO4 dla Pt η=0,77+0,05=0,83V	NaOH dla Pt η=1,35+0,3=1,65V	H2SO4 dla Cu η=0,84+0,05=0,89V	NaOH dla Cu η=1,44+0,3=1,74V

Wartość średnia nadnapięcia dla platyny i miedzi:

Cu	$$\frac{0,725 + 0,89 + 1,815 + 1,74}{4} = \frac{5,17}{4} = 1,2925V$$
Pt	$$\frac{0,625 + 0,83 + 0,45 + 1,65}{4} = \frac{3,555}{4} = 0,88875V$$

1. Wykresy:

1. Wnioski:

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia, można stwierdzić, iż zwiększając natężenie, zarówno na katodzie platynowej jak i miedzianej, zwiększa się również napięcie. Krzywe przebiegają w różnoraki sposób, zależnie od rodzaju roztworu i jego stężenia oraz od rodzaju katody. Można też zauważyć, że wartość nadnapięcia zależy od stężenia jonów [H⁺] w roztworze.