Mariusz Kłos 2004-03-30

L4

Ćwiczenie nr 23

Temat:Sprawdzanie praw elektrolizy Faradaya

Wykonanie ćwiczenia:

Przyrządy:

analityczna waga laboratoryjna, elektrody miedziowe, amperomierz, zasilacz, sekundomierz.

Kolejność czynności:

1. łącze obwód według schematu :

2. Sprawdzam poprawność obwodu elektrycznego zamykając na krótki czas. Równocześnie reguluje natężenie prądu w obwodzie, tak aby gęstość nie przekraczała 0,5 A/dm2. (Natężenie prądu wyznaczam w oparciu o powierzchnie elektrody).

3. Wyjmuje katodę, oczyszczam starannie papierem ściernym, wypłukać wodą. Wyznaczam masę m1 katody z analitycznej wagi laboratoryjnej.

4. Umieszczam ponownie katodę w elektrolicie, włączam prąd uruchamiając jednocześnie zegar. Utrzymuje stałą wartość natężenia prądu przez czas t = 30 minut.

5. Po upływie tego czasu przerywam przepływ prądu. Opłukuje katodę wodą, susze i wyznaczam masę m2 katody. Masę wydzielonej miedzi obliczam ze wzoru m = m2 - m1. Przekształcając wzór
obliczam równoważnik elektrochemiczny miedzi :

6. Z układu okresowego pierwiastków odczytuje masę atomową miedzi mCu, wartościowość miedzi w = 2 i ze wzoru wyrażającego II prawo Faradaya obliczam stałą Faradaya :

7. Wskazówki do opracowania błędów.

Masę miedzi wydzieloną w procesie elektrolizy wyznacza się ważąc katodę na wadze analitycznej przed zamknięciem obwodu i po przerwaniu elektrolizy. Za błąd jakim obarczona jest wydzielona masa miedzi uważać będziemy sumę błędów popełnionych przy obu ważeniach wynikającą z dokładności wagi. Aby osiągnąć dużą dokładność ważenia należy przed przystąpieniem do pomiarów sprawdzić poziome ustawienie wagi oraz wyznaczyć zerowe położenie wskazówki wagi nie obciążonej. Czas trwania elektrolizy mierzy się sekundomierzem. Ponieważ proces trwa 30 minut pomiar czasu można określić z dokładnością do kilkunastu sekund.

I	m1	t	m2	m	k	kk	F	FF
[ m A]	[10^-3 kg]	[ s ]	[10^-3 kg]	[10^-3 kg]	[g / C]	[g / C]	[C/kmo]	[C/kmol]
0,27	76,325	1800	76,791	0,466

Obliczenia :

m = m2 - m1 = 76,325 - 76,791 = 0,466 [ g ]

Błędy pomiarów :

błąd pomiaru masy

m1 = m2 = 0,0002 [ g ]

błąd względny

błąd pomiaru czasu

t = 1 [ s ]

błąd względny

błąd pomiaru prądu

gdzie k - klasa przyrządu pomiarowego

ZP - zakres pomiarowy

błąd względny procentowy

błąd obliczeń równoważnika elektrochemicznego

błąd względny

błąd obliczeń stałej Faradaya

błąd względny

Wnioski :

Celem ćwiczenia było sprawdzenie praw elektrolizy Faradaya. Sprawdzanie tych praw polegało na wyznaczeniu równoważnika elektrochemicznego dla miedzi oraz stałej Faradaya. Równoważnik elektrochemiczny
, stała Faradaya
. Rzeczywiste wartości odczytane w tablicach wynoszą odpowiednio . Przy zastosowaniu przyrządów lepszej klasy ( mierzących z większą dokładnością ) otrzymalibyśmy wartości bliższe rzeczywistym, może nawet równe. Możemy uznać, że sprawdziliśmy prawa Faradaya z pozytywnym wynikiem.

---