Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział: WMN

Kierunek: Metalurgia

Metalurgia Metali Lekkich

2014/2015

Pomiar przewodnictwa elektrycznego elektrolitów fluorkowych.

Wykonał:

Maciej Polański

Radek Bielecki

Justyna Mróz

Michał Kołacz

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z techniką pomiaru przewodnictwa elektrycznego elektrolitów fluorkowych metodą zmiennoprądową.

1. Wykonanie ćwiczenia:

Zmierzyć przewodnictwo elektrolitu umieszczonego w naczyniu pomiarowym, metodą zmiany odległości pomiędzy elektrodą nieruchomą umieszczoną na dnie tygla a elektrodą ruchomą poruszaną napędem śrubowym. Zmieniać odległość międzyelektrodową, co 5 [mm], dokonując równocześnie dla danej głębokości zanurzenia pomiaru spadków napięcia dla zmieniającej się częstotliwości f = 1÷5 [kHz] (co 500 [Hz]).

1. Tabele pomiarowe :

Pomiar 1.

f		l = 0,5 [cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	206
1,5	0,33	200
2	0,28	196
2,5	0,25	194
3	0,23	190
3,5	0,21	189
4	0,20	187
4,5	0,19	185
5	0,18	183

Pomiar 2.

f		l = 1[cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	271
1,5	0,33	264
2	0,28	260
2,5	0,25	256
3	0,23	254
3,5	0,21	251
4	0,20	250
4,5	0,19	248
5	0,18	246

Pomiar 3.

f		l = 1,5 [cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	318
1,5	0,33	312
2	0,28	311
2,5	0,25	306
3	0,23	304
3,5	0,21	303
4	0,20	301
4,5	0,19	300
5	0,18	299

Pomiar 4.

f		l = 2 [cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	361
1,5	0,33	355
2	0,28	352
2,5	0,25	349
3	0,23	348
3,5	0,21	344
4	0,20	343
4,5	0,19	342
5	0,18	341

Pomiar 5.

f		l = 2,5 [cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	395
1,5	0,33	391
2	0,28	388
2,5	0,25	385
3	0,23	384
3,5	0,21	382
4	0,20	380
4,5	0,19	378
5	0,18	377

Pomiar 6.

f		l = 3 [cm]
[kHz]		U
		[mV]
1	0,40	425
1,5	0,33	423
2	0,28	418
2,5	0,25	416
3	0,23	414
3,5	0,21	413
4	0,20	411
4,5	0,19	408
5	0,18	407

1. Wykresy :

Lp:	Rczynny	I
	[Ω]	[cm]
1	105,26	0,5
2	158,38	1
3	214,63	1,5
4	255,34	2
5	302,98	2,5
6	326,76	3

1. Obliczenie przewodnictwa elektrycznego badanego elektrolitu :

$$K = \frac{1}{S*\frac{\text{dR}}{\text{dl}}}$$

$$S = \frac{\pi*d^{2}}{4} = \frac{3,14*\ {0,9}^{2}}{4} = 0,63585\ \text{cm}^{2}$$

$K = \frac{1}{0,63585\ *90,401} = \mathbf{0,01739\ \lbrack}\frac{\mathbf{S}}{\mathbf{\text{cm}}}\mathbf{\rbrack}\ $

Z danych tabelametrycznych odczytujemu przewodnictwo elektryczne NaCl o stężeniu 0,1M w temperaturze ok 20 ^oC wynosi w przybliżeniu 0,0067$\lbrack\frac{S}{\text{cm}}\rbrack$

1. Wnioski:

Z wykresu możemy dowiedzieć się, że wraz z wzrostem częstotliwości rośnie napięcie, spada natomiast natężenie, a co za tym idzie wartość oporu. Zwiększając odległość pomiędzy elektrodami zauważamy spadek natężenia.. Wartość przewodnictwa elektrycznego badanego elektrolitu fluorkowego wynosi około 0,0174 [S/cm].

Wykonanie ćwiczenia pozwoliło nam na wyznaczenie wartości przewodnictwa elektrycznego badanego elektrolitu, które wyniosło 0,01739 [S/cm]. Z danych otrzymanych podczas wykonywania ćwiczenia, oraz uzyskanych dzięki temu wykresów dowiadujemy się, że wraz z wzrostem odległości pomiędzy elektrodami maleje natężenie, a opór mierzony rośnie.

Wykonane ćwiczenie pozwoliło nam uzyskać szczegółowe informacje na temat zależności częstotliwości a oporu mierzonego, który to rośnie wraz z jego wzrostem. Dodatkowo obliczyliśmy przewodnictwo elektryczne elektrolitu, które wynosi 0,01739[S/cm]

Dane otrzymane podczas przeprowadzanego ćwiczenia pokazują nam, że zwiększając odległość między elektrodami zmniejsza się natężenie, a rośnie napięcie. Z tego wynika (prawo Ohma), że opór mierzony również rośnie. Wartość przewodnictwa maleje wraz z wzrostem AlF3, wraz z zmniejszającą się liczbą kriolitową maleje napięcie elektrolitu.