|
Elektroliza |
Data `97 |
|
|
|
Podstawy ogólne- prawo Faradaja. Równowanik elektrochemiczny.
Potencjay elektrochemiczne.
Szereg elektrochemiczny metali.
Elektroliza wodorowa.
Ad 1.
Elektroliza- jest to proces zachodzcy wskutek przepywu prdu staego przez roztwór elektrolitu lub elektrolit stopiony tzw. Termoelektroliza. W pobliu elektrod biegn reakcje utleniania przy anodzie i przy katodzie redukcji jonów elektrolitu zwizków chemicznych, rozpuszczonych w roztworze lub elektrod. Elektroliza stosowana jest midzy innymi do oczyszczenia i otrzymywania wielu metali oraz do wytwarzania powok galwanicznych i otrzymywania wielu substancji np. wodoru, chloru.
Napicie rozkadowe- jest to minimalne napicie przewyszajce si elektrolityczn ogniwa, niezbdne do wywoania elektrolizy i jest ona równa rónicy potencjau chemicznego obu elektrod:
EV=EA-EK
gdzie
EV- napicie rozkadowe
EA- napicie anody
EK- napicie katody
Prawo Faradaja
I Prawo Faradaja
Masa substancji wydzielonej na elektrodzie podczas elektrolizy w reakcji katodowej lub anodowej jest wprost proporcjonalna do iloci elektrycznoci przepywajcej przez elektrolit.
gdzie:
K- równowanik elektrochemiczny
m.- masa substancji wydzielonej na elektrodzie
g- ilo elektrycznoci
II Prawo Faradaja
Masa rónych substancji wydzielonych przez jednakow ilo elektrycznoci s proporcjonalne do równowanika chemicznego tych substancji. Równowanik chemiczny danego zjawiska jest to masa odpowiedniej substancji ulegajca redukcji lub utleniania podczas elektrolizy przez przepyw w roztworze 1 Culomba.
Staa Faradaja - jest to wielko adunku elektrycznego potrzebna do wydzielenia w trakcie elektrolizy 1 gramorównowanika chemicznego substancji. Staa Faradaja wynosi 1F=96491C
gdzie:
gramorównowanik chemiczny
K- równowanik elektrochemiczny
m.- masa substancji wydzielonej na elektrodzie
M.- masa atomowa wydzielonej substancji
liczba elementów biorcych udzia w reakcji
ilo elektrycznoci
Równowanik elektrochemiczny- jest to masa substancji wydzielajcej si podczas elektrolizy wywoanej przepywem adunku elektrycznego równego 1C.
Ad 2.
Potencja elektrochemiczny normalny-potencja w roztworze jego soli o steniu równym 1 gramorównowanikowi w 1L roztworu. Potencjay metali s okrelone wzgldem wodoru. Na podstawie wielkoci potencjau metale tworz szereg napiciowy.
gdzie:
staa Faradaja
E- 96491C
E - równowanik chemiczny
wartociowo
masa atomowa
Ad 3.
Szereg elektrochemiczny metali-jest to warto potencjaów elektrochemicznych powstajcych na powierzchni metali wzgldnie roztworu.
Metal mniej szlachetny wypiera bardziej szlachetny z roztworu jego soli.
Reakcje zachodzce na elektrodach.
Katoda(-) na niej nastpuje zobojtnienie jonów metali, wydziela si wodny metal
Katodowa reakcja wody
Anoda(+) na niej nastpuje zobojtnianie anionów i wydzielanie si wodnego pierwiastka.
Anodowe utlenianie metali 
Anodowe utlenianie wody 
Standartowym punktem porównawczym szeregu napiciowego jest elektroda wodorowa, któr stanowi elektroda platynowa omywana strumieniami gazowego wodoru, zanurzona w roztworze kwasu o aktywnoci jonów wodorowych równej 1.
Ad 4.
Elektroda wodorowa- platyna pokryta czerni platynow zanurzona w roztworze zawierajcym jony wodorowe i roztwór gazowy. Normalna elektroda wodorowa, której potencja przyjto za równy 0 stanowi wzorcow elektrod wzgldem, której wyznacza si potencjay innych elektrod.
OPIS WICZENIA
Po zanurzeniu elektrod w elektrolicie naley pokrtem „elektroliza” ustawi napicie prdu na dany poziom i równoczenie wczy stoper. Po upywie okrelonego czasu wyczamy przecznik sieci przez co uzyskuje si przerwanie
procesu elektrolizy. Nastpnie wycigamy elektrody puczemy pod biec wod, ostronie suszymy i waymy na wadze analitycznej. Z rónicy wag elektrod przed i po elektrolizie obliczam ubytek wagi anody i przyrost wagi katody.
Z I prawa Faradaja obliczam teoretyczn mas wydzielonego niklu oraz wydajno prdow procesu ze wzoru:
przyrost masy katody (mg)
teoretyczna ilo wydzielonego niklu(mg)
Wyniki pomiaru:
|
miedziana |
niklowa |
masa pytki przed elektroliz |
24,9719g |
22,7361g |
masa pytki po elektrolizie |
25,0025g |
22,7049g |
Dane:
U=2V, t=240s, wydajno=93%
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
4207
4207
praca-licencjacka-b7-4207, Dokumenty(8)
4207
więcej podobnych podstron