Ćwiczenie nr E3

Temat: Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faradaya na podstawie elektrolizy

1. Cel ćwiczenia:

• wyznaczenie równoważnika elektrochemicznego miedzi k oraz stałej Faradaya
  ,

• zapoznanie się z procesami dysocjacji elektrolitycznej zachodzącymi podczas elektrolizy.

2. Zagadnienia do opracowania:

• mechanizm dysocjacji elektrolitycznej,

• Prawa Faraday'a, teoria dysocjacji elektrolitów,

• wyjaśnienie zjawiska elektrolizy
  , definicja równoważnika elektrochemicznego.

3. Przyrządy pomiarowe, opis i schematy aparatury

• woltametr miedziowy, zasilacz,

• roztwór wodny siarczanu miedziowego,

• przewody do połączeń, papier ścierny, waga, multimetr, stoper.

4. Przebieg pomiarów

Uzyskanie roztworu
: Odważyć 75g
, rozbić na proszek w porcelanowym moździerzu, a następnie rozpuścić w 500
wody destylowanej. Uzyskany roztwór przefiltrować przez bibułkę lub gazę.

1. Elektrody miedziane dokładnie oczyścić papierem ściernym, następnie umyć wodą i osuszyć suszarką

UWAGA: nie dotykać palcami elektrod

2. Każdą z elektrod zważyć na wadze:

• 
  - masa katody przed elektrolizą,

• 
  - masa anody przed elektrolizą,

z dokładnością do 0,01g. Zapisać wyniki w tabeli pomiarów.

3. Zanurzyć elektrody w roztworze siarczanu miedzi
   

4. Ustawić na zasilaczu prąd o natężeniu 1,0A^*
   - które musi utrzymywać się przez cały czas trwania pomiaru
   minut.

5. Podłączyć zasilacz do elektrod.

6. Wyjąć obie elektrody, ostrożnie opłukać wodą i osuszyć, a następnie zważyć.

• 
  - masa katody po elektrolizie;

• 
  - masa anody po elektrolizie

7. Wyniki zapisać w tabeli pomiarów.

^{UWAGA: Ustawień natężenia prądu (1A) dokonywać pod nadzorem prowadzącego zajęcia.}

^{* -Instrukcja korzystania z zasilacza:}

1) Na tylnym panelu zasilacza ustawić przełącznik na 12V.

2) Podłączyć (z tyłu zasilacza) multimetr.

a) przełącznik na tarczy multimetru ustawić na wartość 20 dla prądu stałego A ─,

b) przewody biegnące od zasilacza podłączyć do wejścia multimetru COM oraz 20A .

3) Natężenie prądu „Regulacja natężenia” ustawić na wartość zero (przedni panel).

4) Włączyć napięcie -załączyć przycisk 1 (przedni panel).

5) Bardzo powoli zwiększać natężenie prądu, aż do wskazania przez multimetr wartości 1A.

5. Tabele pomiarowe i obliczenia

		Jednostki	R
Masa katody przed doświadczeniem
Masa katody po doświadczeniu
Masa wydzielonej miedzi
Natężenie prądu
Czas
Równoważnik elektrochemiczny miedzi	k
Gramorównoważnik dla miedzi	R		31.8
Masa anody przed doświadczeniem
Masa anody po doświadczeniu
Ubytek masy anody

Obliczyć:

• masę wydzielonej na katodzie miedzi
  

• ubytek masy na anodzie
  

• równoważnik elektrochemiczny
  

• stałą Faradaya
  

6. Analiza niepewności pomiarowych

• przyjąć wartości błędów pomiarowych masy, czasu i natężenia jako błąd wielkości mierzonej bezpośrednio:

• 
  oraz
  

• obliczyć metodą pochodnej logarytmicznej błędy bezwzględne
  oraz
  i względne
  oraz
  

7. Wnioski i spostrzeżenia

• zapis wyników z błędem wraz z jednostkami w układzie SI,

• Porównanie otrzymanych wielkości fizycznych z tablicowymi,

• dyskusja popełnionych błędów systematycznych i przypadkowych,

• propozycje poprawy dokładności pomiarów.

8. Literatura

H. Szydłowski, “Pracownia fizyczna wspomagana komputerem”, PWN, Warszawa 2003, wyd.X zmienione.

W. Wegner „Ćwiczenia laboratoryjne fizyka” Akademia Bydgoska 2001

T. Dryński, “Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, PWN, Warszawa 1976, wyd.5.

A.Bielski, R.Ciuryło, “Podstawy metod opracowania pomiarów”, Wydawnictwo UMK, wyd.II, Toruń 2001.

ELEKTRYCZNOŚĆ

2

Opracował: mgr Adam Szulc

---