Ćwiczenie nr 34a.

Temat: Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego wodoru i tlenu przy pomocy aparatu Hoffmana.

LITERATURA:

1. Podręczniki uniwersyteckie z fizyki ogólnej.

2. H. Szydłowski „Pracownia fizyczna”.

3. T. Dryński „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”.

4. W. F. Nozdriew „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki ogólnej”.

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:

1. Dysocjacja elektrolityczna. Elektroliza. Prawa elektrolizy.

2. Własności dielektryczne ciał.

3. Wyznaczenie równoważnika elektrochemicznego wodoru i tlenu przy pomocy aparatu Hoffmana - zasada pomiaru.

ZAGADNIENIA EKSPERYMENTALNE:

Wyznaczyć równoważnik elektrochemiczny wodoru i tlenu.

PRZEBIEG DOSWIADCZENIA:

1. Mierzymy gęstość elektrolitu przy pomocy aerometru.

2. Ostrożnie wlewamy elektrolit do woltametru.

3. Łączymy układ pomiarowy według schematu.

4. Włączamy prąd i przy pomocy opornicy suwakowej ustalamy jego natężenie w granicach 0,4-0,5 A tak, aby pęcherzyki gazów wydzielały się szybko, ale nie gwałtownie. Wyłączamy prąd i otwierając zawory K₁ i K₂ usuwamy gaz wydzielony w czasie próby.

5. Zamykamy zawory K₁ K₂ . Włączamy prąd uruchamiając jednocześnie stoper. Notujemy natężenie prądu w czasie elektrolizy „I”. Gdy gaz wydzielający się na katodzie wypełni 2/3-3/4 części rurki prąd wyłączamy. Notujemy czas przebiegu elektrolizy „t” i objętość gazów wydzielonych w rurkach „A” i „B”.

6. Przy pomocy katetometru mierzymy różnice poziomów słupów elektrolitu h₁ i h₂. Mierzymy temperaturę elektrolitu, uznając, że jest to temperatura wydzielonego gazu. Odczytujemy stan ciśnienia atmosferyczngo (barometr rtęciowy, pokój nr 14).

7. Obliczamy masy wydzielonych gazów korzystając ze wzoru:

gdzie: ρ₀ jest gęstością, a V₀ objętością gazu w warunkach normalnych.

Gęstość gazu ρ₀ odczytujemy z tablic fizycznych. Natomiast V₀ obliczamy z równania Clapeyrona wykorzystując dane eksperymentalne i mając na uwadze to, że w rurce woltametru znajduje się mieszanina wydzielonego gazu i pary wodnej nasyconej w danej temperaturze. Ciśnienie pary wodnej nasyconej w danej temperaturze można odczytać z tablic .

8. Mając dane masy wydzielonych gazów, „I” i „t” obliczamy równoważniki elektrochemiczne wodoru i tlenu. Oceniamy błąd pomiaru. Uzyskane wyniki porównujemy z danymi tablicowymi.

Uwaga: Należy zachować dużą ostrożność przy posługiwaniu się roztworem kwasu siarkowego. Wlewanie i wylewanie roztworu przeprowadzać w obecności asystenta technicznego, lub asystenta prowadzącego zajęcia.

Konieczne mycie rąk (zlew obok). W celu ochrony garderoby należy ubrać fartuch ochronny.

Aparatura:

Aparat Hoffmana + dwie elektrody, zasilacz prądu stałego, opornica suwakowa 50 Ω, katetometr, amperomierz 0,75-3 A, roztwór wodny H₂SO₄ (elektrolit), barometr (sala 14).

---