NAZWISKO: CHILIŃSKI IMIE: BARTŁOMIEJ KIERUNEK: FIZ-INF ROK STUDIÓW : II GRUPA LABORATORYJNA: VI		WYŻSZA SZKOŁA PEDAGOGICZNA W RZESZOWIE I PRACOWNIA FIZYCZNA
				WYKONANO		ODDANO
				DATA	PODPIS	DATA	PODPIS
Ćwiczenie Nr:	Temat: .

Część teoretyczna

Wodne roztwory kwasów, zasad i soli ulegają dysocjacji elektrolitycznej polegającej na rozpadzie drobin na jony : dodatnie zwane katodami oraz ujemne zwane anionami . Dodatnimi jonami są metale i wodór, a ujemnymi reszta kwasowa lub grupa wodorotlenowa. Dysocjacja nie jest całkowita; stąd wprowadzamy pojęcie stopnia dysocjacji a będącego stosunkiem liczby drobin zdysocjowanych Nd do ogólnej liczby drobin zawartych w roztworze N,

Stopień dysocjacji zależy od wielu czynników (temp. stężenia itp.) , z których najważniejszą rolę odgrywa względna przenikalność dielektryczna εr rozpószczalnika. Cęści drobin substancji dysocjujących są jonami i związane są siłami columbowskimi:

A więc proporcjonalnymi do odwrotności względnej stałej dielektryzcnej εo rozpószczalnika. Im większe εr , tym wyższy stopień dysocjacji. W roztwoże następuje również rekombinacja drobin a stopień dysocjacji jest wynikiem równowagi dynamicznej między dysocjacją i rekombinacją.

Jony pochodzące z dysocjowanych drobin mogą przewodzic prąd elektryczny . Prąd taki różni się od prądu przewodzonego w metalach, ponieważ nie jest to przepływ elektronów lecz dużych jonów , czyli prąd konwekcyjny. Stąd też opór lektrolitu jest duży. Poza tym elektrolity zachowują się jak przewodniki tzn. Stosują się do prawa Ohma i ich opór zależy od temperatury w taki sam sposób jak dla metali. Czułość zjawisk zachodzących przy prepływie prądu elektrycznego przez elektrolity nazywamy elektrolizą. Ponieważ w elektrolitach występują prądy konwekcyjne, toważyszy im transport masy. Jony oddaja swój ładunek elektrodie, ulegają zobojętnieniu i wydzielają się na elektrodze lub reagują natychmiast z elektrodą bądz z roztworem. Ilość

wydzielonej masy jest proporcjonalny do ładunku Q, który przepływa przez elektrolit:

Współczynnik proporcjonalności k nazywamy równoważnikiem elektrochemicznym. Równanie powyższe nazywamy Iprawem Faradaya. Oznaczając masę pojedynczego jonu przez m΄, jego ładunek przez e', a ilość wydzielonych jonów przez N' otrzymamy:

Skąd:

I porównując powyższy wzór otrzymamy interpretację równoważnika elektrochemicznego

Ładunek jonu e'=We jest równy iloczynowi wartościowości i ładunku elementarnego, a masa m' jonu jest równa stosunkowi masy atomowej do liczby Avogadra NA , czyli :

Podstawiając te wartości otrzymamy:

Gdzie wielkość :

Nazywamy równoważnikiem chemicznym, a iloczyn :

STAŁĄ FARADAYA.

Tak więc ostatmi wzór przsyjmuje postać:

Wynika stąd że ładunek Q=F równy stałej Faradaya wydziela masę równą jednemu równoważnikowi chemicznemu m=R dowolnej substancji.

Jest to treść II prawa Faradaya. Stała Faradaya = 96519,3 C · równoważnikˉ¹. Podstawiając otrzymamy:

POMIARY:

Elektrolizę badamy w naczyniu zwanym woltomieżem zawierającym elektrolit , może to być wodny roztwór CuSO4 i miedziane elektrody. Elektrody posiadają kształt płaskich blaszek o powieszchni ok. 10cm² . W woltometrze umieszczamy je w odległości kilku centymetrów. Układ łączymy wedłóg schematu

Przed przystąpieniem do pomiarów elektrody czyścimy papierem ściernym, obmywamy wodą destylowaną i suszymy za pomocą fenu w strómieniu ciepłego powietrza. Elektrodę która będzie katodą, ważymy na wadze analitycznej ( m1 ). Po osuszeniu, elektrod nie wolno dotykać palcami, gdyż grozi to zatłuszczeniem. Przed rozpoczęciem właściwego pomiaru włączamy katodę zapasową (nie oczyszczoną). Włączamy prąd i dobieramy warunki pracy. Stosunek natężenia prądu nie może przekroczyć 1 A/dm² . Natężenie dobieramy w zależności od powieszchni czynnej elektrod (powieszchni zanurzonej w roztworze). Następnie włączamy prąd i zakładamy właściwą elektrodę. Włączamy równocześnie sekundomierz i prąd, który musi płynąć przez 30 minut. W tym czasie ciągle obserwujemy wskazania amperomierza i wachania prądu natychmiast kompensujemy.Po upływie 30 minut wyłączamy prąd, suszymy elektrodę i ważymy( m2 ). Analizujemy otrzymane wyniki i pomiary powtarzamy w warunkach zapewniających optymalny wynik.

OBLICZENIA:

1

4

Wyszukiwarka