Adam Wasilewski 27.03.2002

Rok 1 gr. 8

Wydział IiKŚ

Sprawozdanie z ćwiczenia 40

1.Teoria

Elektrolit jest to roztwór zawierający oprócz cząsteczek obojętnych również jony. Źródłem jonów mogą być cząsteczki kwasów, zasad, soli, które ulegają dysocjacji (rozpadowi cząsteczek na jony) w rozpuszczalniku o dużej przenikalności dielektrycznej.

Natężenie I prądu jest wprost proporcjonalne do:

• natężenia pola elektrycznego E

• powierzchni przekroju S strumienia nośników prądu

Współczynnik proporcjonalności
nazywany jest przewodnością właściwą elektrolitu. Jednostką
jest simens na metr, [S/m] ( simens jest odwrotnością oma). Przewodność właściwa i opór właściwy
spełniają zależność.

Ze względu na równoczesne przenoszenie masy i ładunku, zdolność przewodzenia prądu przez elektrolity jest dużo mniejsze niż w przypadku przewodnictwa elektronowego w metalach. Przewodność właściwa zależy od rodzaju rozpuszczanej substancji, jej stężenia, temperatury oraz rodzaju rozpuszczalnika.

Stosunek odległości między elektrodami do powierzchni przekroju strumienia nośników prądu dla danego układu elektrod w naczyniu elektrolitycznym jest stały i nazywamy pojemnością oporową naczynia C. Jednostką C jest 1/m.

2. Cel i etapy wykonywana ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie przewodności właściwej elektrolitu.

Pierwszym etapem ćwiczenia było wyznaczenie pojemności naczynia elektrolitycznego C. Opór elektrolitu R możemy wyznaczyć posługując się mostkiem Wheatstone'a. Układ mostkowy złożony jest z 4 oporów. Najpierw wlaliśmy do naczynia elektrolitycznego pięcioprocentowy roztwór NaCl. Następnie połączyliśmy odpowiednio obwód i zmierzyliśmy temperaturę początkową elektrolitu. Włączyliśmy obwód do prądu. Następnie przy pomocy opornicy dekadowej zmienialiśmy tak opór aby uzyskać najmniejszą wartość natężenia prądu. Na podstawie uzyskanych wyników sporządziliśmy wykres zależności natężenia od oporu. Po wyłączeniu zasilacza zmierzyliśmy temperaturę końcową elektrolitu. Na podstawie uzyskanych wyników obliczamy pojemność oporową naczynia elektrolitycznego C.

Drugim etapem było wyznaczenie przewodności właściwej elektrolitu. Tym razem wzięliśmy do ćwiczenia piętnastoprocentowy roztwór CuSO(4). Następnie identycznie jak z roztworem pięcioprocentowym doprowadziliśmy do uzyskania wykresu zależności natężenia do oporu.

3. Obliczenia

a) Wyznaczanie pojemności oporowej naczynia elektrolitycznego

Opór RD [Ω]	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
I [mA]	222,5	130	82,5	67,5	70	80	97,5	112,5	127,5	147,5	157,5

Opór Roztworu	Temperatura roztworu [ºC]			Pojemność oporowa
R1 [Ω]	tp	tk	t1	C [m^-1]
4	20,4	22,6	21,5	28,9

b) Wyznaczanie przewodności właściwej elektrolitu

Opór RD [Ω]	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
I [mA]	20,25	17,75	15,25	14	13,25	14,25	16,25	18,5	20,75	23,25	52,5

Opór roztworu	Temperatura roztworu [ºC]			Przewodność właściwa [S/m]
R2	tp	tk	t2	w temp. t2 σ2	w 18ºC σ02
13	20,2	21,5	20,85	2,22	1,938

a) Pojemność oporowa :

Rachunek błędu:

13,5%

b)Przewodność właściwa:

Przewodność właściwa w temperaturze pokojowej.

Rachunek błędu:

4.Wykresy

5.Wnioski

Na dokładność pomiarów miały wpływ następujące czynniki:

• trudności przy pomiarze natężenia ( galwanometr pokazywał coraz to nowe wartości).Należało długotrwale obserwować wartości wskazywane przez galwanometr i przyjmować wartości, które utrzymywały się najdłużej.

• brak idealnej styczności na końcach przewodów.

- elektrolit przez cały czas nie był w idealnym spoczynku ( elektrody były niejednakowo znużone podczas kolejnych pomiarów).

---