Materiały i metody:

Do wykonania tego doświadczenia użyto cyfrowego miernika uniwersalnego. Wartość SEM mierzona była na zakresie 20mV bądź 200mV. Jako elektrody służyły blaszki różnego kształtu i różnego rozmiaru, wykonane także z różnego materiału. Mierząc wartość SEM brano pod uwagę trzy pary elektrod:

1) jednakowy materiały i rozmiar,

2) z różnego materiału, ale zbliżone rozmiarem,

3) jednakowy materiał i różny rozmiar.

Najpierw mierzona była wartość SEM w ogniwie organicznym w zależności od użytych elektrolitów i rodzaju elektrod za pomocą układu złożonego z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie. Następnie sprawdzana była zależność SEM w ogniwie stężeniowym od stężenia elektrolitów przy pomocy klucza elektrolitycznego. Badana była także zależność oporu elektrycznego ogniwa od odległości między elektrodami. Elektrolitami w tym zadaniu były: roztwór CuSO4 (siarczan (VI) miedzi (II)), jabłko, parafina i roztwór KCl (chlorek potasu).

Rezultaty:

Ogniwo organiczne. W przypadku parafiny jakiekolwiek zostały użyte elektrody, wartość SEM wynosiła 0mV. Oznacza to, że parafina nie jest elektrolitem. W przypadku roztworu CuSO4 i jabłku wartość SEM przy użyciu tych trzech par elektrod była zawsze większa w jabłku. Najwyższa wartość SEM występowała przy użyciu elektrod zbliżonych rozmiarem, ale wykonanych z innego materiału, natomiast najniższa SEM występowała w przypadku użycia dokładnie takich samych elektrod - była bliska 0mV. Jak wiadomo teoretycznie takie same elektrody nie powinny wykazywać różnicy potencjałów, praktycznie jednak elektrody musiały się od siebie nieznacznie różnić, gdyż wartość SEM nieco przekraczała 0mV.

Poniżej znajdują się wykresy obrazujące zależność SEM od odległości między elektrodami:

W tym doświadczeniu użyto trzech różnych par elektrod. Zależność SEM od odległości między elektrodami przedstawia się mniej więcej w postaci krzywej dzwonowej. Krzywe wykazują szczytową wartość w najmniejszej i największej odległości, natomiast minimum w odległości ok. 4-5 cm między elektrodami. Wynik otrzymany przy pomocy drugiej pary elektrod odbiega od oczekiwanego, być może z powodu jabłka, które było już nieco nakłute.

Poniższy wykres przedstawia zależność oporu elektrycznego od odległości między elektrodami:

Teoretycznie opór zależy od jego długości, pola przekroju poprzecznego i rodzaju metalu. Zatem wraz ze wzrostem odległości wartość tego oporu powinna wzrastać. Wykres jest błędny. Może odbiegać od oczekiwanego, dlatego że jabłko było już wiele razy używane i po długim czasie było nieco wyschnięte.

Ogniwo stężeniowe.

Poniższy wykres półlogarytmiczny przedstawia zależność SEM od rozcieńczenia elektrolitu:

Wykazał, że zależność ta jest liniowa, więc mając wartość SEM, można obliczyć rozcieńczenie roztworu.

Obliczenie stężenia dla zmierzonej wartości SEM na podstawie otrzymanego wykresu funkcji liniowej:

a	-4,6687
b	15,3512
x[mV]	7,5
y [%]	5,944222

Wynika z tego, że stężenie elektrolitu CuSO4 przy wartości SEM 7,5mV wynosi około 6%.

W ostatnim podpunkcie płytka A została przyjęta jako elektroda odniesienia. Jako że SEM oblicza się ze wzoru E_katody - E_anody, płytka A została przyjęta jako katoda. Wszystkie pomiary SEM wyszły ujemne. Im większa różnica potencjałów między elektrodami, tym ta druga elektroda znajduje się dalej od elektrody odniesienia w szeregu elektrochemicznym. Tak więc na podstawie analizy SEM kolejność elektrod w szeregu elektrochemicznym przedstawia się następująco (od najniższej do najwyższej):

A, F, B, G, C, E, D

Wnioski:

Całe to ćwiczenie pozwoliło stwierdzić, iż wartość SEM przedstawia się na wykresach w postaci krzywej dzwonowej. Napięcie mierzone przy pomocy cyfrowego miernika uniwersalnego wskazuje wartość nieco niższą od SEM, ponieważ część energii elektrycznej zużywana jest na pokonanie oporu wewnętrznego ogniwa. Opór elektryczny rośnie wraz ze wzrostem odległości między elektrodami. Funkcja utworzona na wykresie półlogarytmicznym pozwoliła wyliczyć nieznane stężenie elektrolitu. Można także powiedzieć na jej podstawie, że im większe rozcieńczenie roztworu, tym większa różnica potencjałów między elektrodami.

Wszystkie wykresy zostały sporządzone za pomocą programu komputerowego Excel.

---