Część teoretyczna.
Ogniwo elektrochemiczne - układ w którym wymiana elektronów pomiędzy reagentami zachodzi poprzez przewodnik zamykający obwód między elektrodami.
SEM ogniwa (siła elektromotoryczna) - jest to potencjał elektrostatyczny drutu przyłączonego do elektrody znajdującej się na schemacie ogniwa po stronie prawej, mierzony w stanie równowagi względem potencjału drutu z tego samego metalu, przyłączonego do elektrody lewej.
Potencjał standardowy elektrody - jest to siła elektromotoryczna ogniwa zbudowanego w taki sposób, że lewym półogniwem jest standardowa elektroda wodorowa, a prawym badana elektroda. W związku z tym, że wartość potencjału standardowej elektrody wodorowej została przyjęta jako wzorcowa, równa zero, to mierzona siła elektromotoryczna jest równa potencjałowi standardowemu elektrody badanej
Równanie Nernsta:
gdzie:
- bezwzględna wartość współczynnika stechiometrycznego elektronów w równaniach połówkowych.
K - stała równowagi reakcji, K=f(T,p)
- aktywność danego składnika podniesiona do potęgi równej co do wartości współczynnikowi stechiometrycznemu tego składnika.
F - stała Faradaya,
Cel ćwiczenia:
Wyznaczenie potencjału standardowego elektrody chinhydronowej poprzez pomiar siły elektromotorycznej ogniwa(SEM).
CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA:
Lp. |
Stężenie HCl [mol/kg] |
SEM [V] |
|||
|
|
E1[mV] |
E2[mV] |
E3[mV] |
|
1 |
0,05 |
287,8 |
292,3 |
295,5 |
0,2919 |
2 |
0,01 |
302,1 |
303,3 |
305,7 |
0,3037 |
3 |
0,005 |
320,3 |
322,3 |
323,8 |
0,3221 |
4 |
0,0025 |
334,2 |
336,5 |
338,3 |
0,3363 |
5 |
0,00125 |
361,2 |
365,4 |
368,1 |
0,3649 |
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
m |
|
|
y= Ekal + |
[mol/kg] |
- |
[V] |
[V] |
0,05 |
0,223607 |
0,2919 |
0,6101 |
0,01 |
0,1 |
0,3037 |
0,6632 |
0,005 |
0,070711 |
0,3221 |
0,6994 |
0,0025 |
0,05 |
0,3363 |
0,7314 |
0,00125 |
0,035355 |
0,3649 |
0,7777 |
Wykres zależności
Ekstrapolowana wartość y, kiedy
:
y=Eo=0,795 [V]
Teoretyczna wartość Eochin:
Eochin=0,699 [V]
BŁĄD WZGLĘDNY POMIARU:
13,7%
WNIOSKI:
Zmierzona przeze mnie wartość standardowej SEM ogniwa wynosi 0,795V, niestety odbiega ona od standardowego potencjału elektrody chinhydrynowej podawanego w tablicach fizykochemicznych, który wynosi 0,699V. Błąd względny wyznaczonej wartości standardowej SEM ogniwa wynosi ok. 13,7 %. Prawdopodobnie wynika on ze zbyt krótkiego czasu od wstawienia elektrody do próbki do pomiaru, w wyniku czego wskazanie woltomierza mogło nie uzyskać dostatecznego stanu równowagi.