skanuj0071

i.|; n,

yjy^    ......................“'i-i........¹.....................................

Przewodnictwo elektryczne elektrolitów polega na ruchu jonów dodatnich (kationów) ku elektrodzie ujemnej (katodzie), a jonów ujemnych (anionów) ku elektrodzie dodatniej (anodzie). Ładunki jonów po dojściu do anody i katody ulegają zobojętnieniu i na elektrodach wydzielają się pierwiastki w czystej chemicznie postaci, bądź wchodzą w reakcje z atomami elektrod lub innymi atomami otoczenia. Przewodnictwo elektryczne elektrolitów rośnie ze wzrostem temperatury (przeciwnie niż w metalach), ponieważ rośnie stopień dyso-ojacji i ruchliwości jonów.

Przepływ prądu przez elektrolity i towarzyszące mu reakcje chemiczne określa sięmianem elektrolizy.

Wspomniane już wydzielanie się substancji chemicznych na elektrodach podlega prawom Faraday’a. Pierwsze z nich mówi, że masa substancji wydzielonej na każdej z elektrod jest proporcjonalna do wartości ładunku przeniesionego przez elektrolit:

m = k-Q = k-I■ r,

(4)

gdzie: k to równoważnik elektrochemiczny, Q - ładunek elektryczny (Q-I t), /-natężenie stałego prądu, r- czas elektrolizy. Równoważnik elektrochemiczny A: jest równy liczbowo masie substancji wydzielonej przy przepływie przez elektrolit ładunku 1 C.

Drugie prawo elektrolizy Faraday’a podaje, że masy substancji wydzielonych na różnych elektrodach przy przepływie tego samego ładunku, są proporcjonalne do odpowiednich gramorównoważników chemicznych tych substancji:

(5)

gdzie: R = M/z to gramorównoważnik chemiczny substancji, M - masa atomowa (molowa) substancji, z - wartościowość jonów.

Z równań (4) i (5) wynika, że stosunek gramorównoważnika chemicznego do elektrochemicznego jest wielkością stałą:

/cj k₂ ’    k z-k

gdzie: F jest stałą Faraday'a. Przepływ takiego ładunku przez elektrolit powoduje wydzielenie 1 gramorównoważnika chemicznego substancji.

Można obliczyć, że stała Faraday’a jest równa iloczynowi ładunku elementarnego e i liczby Avogadra Na-

F = e-N_A = .96 484 C mol'¹ - 96 500 C mol'¹    (7)

2. Metoda pomiaru

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego z aparatem Hofmanna

2.1. Wyznaczania równoważnika elektrochemicznego wodoru

Do tego celu często używamy aparatu Hofmanna. Są to trzy szklane naczynia połączone ze sobą (rys.l). W dwóch biuretach, zaopatrzonych w szczelne korki, zbierają się gazowe produkty elektrolizy. Platynowe płytki, zamocowane w gumowych korkach zamykających od dołu biurety, służą jako elektrody. Środkowa rurka, zakończona otwartą bańką, służy do zbierania wypieranej cieczy i daje możliwość pomiaru ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez elektrolit na gazy.

Aparat zasilany jest z zasilacza prądu stałego (12 V) poprzez regulowany opornik R, służący do ustalania stałej wartości prądu (0,2+1,0 A). Aparat wypełniony jest 10% roztworem kwasu siarkowego (H2SO4). Podczas elektrolizy na elektrodzie dodatniej wydziela się tlen, a na ujemnej wodór. Możemy jednak wyznaczyć tylko równoważnik elektrochemiczny wodoru, ponieważ tlen w znacznym stopniu rozpuszcza się w roztworze.