Rok Akademicki
2013/2014 Laboratorium Chemii Fizycznej
Ćwiczenie nr Temat ćwiczenia:
Ogniwa chemiczne.
2
Wydział Inżynierii Materiałowej i
Tomasz Bugaj
Ceramiki
Kierunek:
Beata Duda
Inżynieria Materiałowa
Martyna Pokwiczał
Rok studiów
II rok
Marta Tempka
Grupa I
Zespół 1
Data zajęć: Data oddania sprawozdania: Prowadzący ćwiczenie
Oceny
05.04.2014
TOMASZ BRYLEWSKI
(pkt):
Dzień zajęć Kolokwium Podpis prowadzącego:
Sobota
Godzina zajęć 9:00-12:45 Sprawozdanie
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia przeprowadzonego na zajęciach laboratoryjnych, było zmierzenie siły
elektromotorycznej ogniw Daniella o różnych stężeniach roztworów oraz wyznaczenie iloczynu
rozpuszczalności trudno rozpuszczalnej soli srebra na podstawie pomiarów SEM ogniwa
miedziowo-srebrowego podczas miareczkowania roztworu AgNO3 roztworem soli KCl.
2. Opracowanie wyników:
1) Obliczanie wartości teoretycznej SEM ogniwa Daniella:
aZn aCu aZn
RT 2+ð RT 2+ð
E =ð Eo -ð ln =ð Eo -ð ln
2F aCu aZn 2F aCu
2+ð 2+ð
gdzie:
R - uniwersalna stała gazowa = 8,314[J/mol*K]
T-temperatura =298[K]
F-stała Faradaya =96500 [C]
E0  standardowa SEM ogniwa
Stężenie Rodzaj Eteor [V] Edośw [V] Potencjał Błąd
roztworu [M] ogniwa dyfuzyjny względny
Ed [%]
0,1 ZnSO4 / KCl / 1,100348 1,101899 0,001555 0,14
CuSO4
0,5 ZnSO4 / KCl / 1,1003504 1,103494 0,0031436 0,29
CuSO4
1,0 ZnSO4 / KCl / 1,100306 1,100308 0,000002 0,000182
CuSO4
Wartości SEM teoretycznej są nieznacznie różne od wartości zmierzonych doświadczalnie.
Prawdopodobnie różnice te są spowodowane potencjałem dyfuzyjnym.
2) Obliczanie wartości teoretycznej SEM ogniwa miedziowo-srebrowego
aCu
RT 2+ð
E =ð E0 -ð ln
2F aAg 2
+ð
gdzie:
R - uniwersalna stała gazowa = 8,314[J/mol*K]
T-temperatura =298[K]
F-stała Faradaya =96500 [C]
E0  standardowa SEM ogniwa
Rodzaj ogniwa Eteor [V] Edośw [V] Potencjał Błąd
dyfuzyjny Ed względny [%]
1M CuSO4 / 0,01M 0,4349 0,3731 14,2
-0,061777
AgNO3(50ml)
Przyczyny tych rozbieżności są takie same jak w przypadku ogniw Daniella.
3) Obliczanie aktywności jonów Ag+ przy której SEM badanego ogniwa
przyjmuje wartość zero.
KCl [ml] SEM [V] " SEM/" KCl " KCl "SEM
0,7 0,368 0,0168 0,3 0,00504
1 0,36296 0,00724 0,5 0,00362
1,5 0,35934 0,01462 0,5 0,00731
2 0,35203 0,00936 0,5 0,00468
2,5 0,34735 0,00536 0,5 0,00268
3 0,34467 0,01628 0,5 0,00814
3,5 0,33653 0,0296 0,1 0,00296
3,6 0,33357 0,0072 0,1 0,00072
3,7 0,33285 0,0109 0,1 0,00109
3,8 0,33176 0,0312 0,1 0,00312
3,9 0,32864 0,0116 0,1 0,00116
4 0,32748 0,0697 0,1 0,00697
4,1 0,32051 0,0382 0,1 0,00382
4,2 0,31669 0,0345 0,1 0,00345
4,3 0,31324 0,0395 0,1 0,00395
4,4 0,30929 0,0372 0,1 0,00372
4,5 0,30557 0,0732 0,1 0,00732
4,6 0,29825 0,0915 0,1 0,00915
4,7 0,2891 0,0718 0,1 0,00718
4,8 0,28192 0,2814 0,1 0,02814
4,9 0,25378 1,205 0,1 0,1205
5 0,13328 0,1858 0,1 0,01858
5,1 0,1147 0,0695 0,1 0,00695
5,2 0,10775 0,0665 0,1 0,00665
5,3 0,1011 0,0611 0,1 0,00611
5,4 0,09499 0,0553 0,1 0,00553
5,5 0,08946 0,03202 0,5 0,01601
6 0,07345 0,01698 0,5 0,00849
6,5 0,06496 0,01238 0,5 0,00619
7 0,05877 0,00998 0,5 0,00499
7,5 0,05378 0,00718 0,5 0,00359
8 0,05019 0,00558 0,5 0,00279
8,5 0,0474 0,00628 0,5 0,00314
9 0,04426 0,00562 0,5 0,00281
9,5 0,04145 0,00452 0,5 0,00226
10 0,03919 0,0038 1 0,0038
11 0,03539 0,00262 1 0,00262
12 0,03277 0,00269 1 0,00269
13 0,03008 0,00267 1 0,00267
14 0,02741 0,00228 1 0,00228
15 0,02513 0,00153 1 0,00153
16 0,0236 0,00184 1 0,00184
17 0,02176 0,0014 1 0,0014
18 0,02036 0,00141 1 0,00141
19 0,01895 0,00106 1 0,00106
20 0,01789 0,0009 1 0,0009
21 0,01699 0,00117 1 0,00117
22 0,01582 0,0005 1 0,0005
23 0,01532 0,0001 1 0,0001
24 0,01422 0,00068 1 0,00068
25 0,01354 0,00078 1 0,00078
26 0,01276 0,0007 1 0,0007
27 0,01206 0,00045 1 0,00045
28 0,01161 0,00085 1 0,00085
29 0,01076 0,00061 1 0,00061
30 0,01015 0,00027 1 0,00027
31 0,00988 0,0006 1 0,0006
32 0,00928 0,00052 1 0,00052
33 0,00876 0,00048 1 0,00048
34 0,00828 0,00061 1 0,00061
35 0,00767 0,00058 1 0,00058
36 0,00709 0,00031 1 0,00031
37 0,00678 0,0004 1 0,0004
38 0,00638 0,00039 1 0,00039
39 0,00599 0,00029 1 0,00029
40 0,0057 0,00027 1 0,00027
41 0,00543 0,00038 1 0,00038
42 0,00505 0,00052 1 0,00052
43 0,00453 0,0003 1 0,0003
44 0,00423 0,00003 1 0,00003
45 0,0042 0,00021 1 0,00021
46 0,00399 0,00115 1 0,00115
47 0,00284 0,00016 1 0,00016
48 0,00268 0,00029 1 0,00029
49 0,00239 0,00019 1 0,00019
50 0,0022
E=f(V)
0,4
0,35
0,3
SEM: 0,25378 dla 4,9[ml]
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
KCl [ml]
" E (SEM) /" V (KCl) = f(V KCl)
1,8
1,2
0,6
0
KCl [ml]
wartość SEM [V]
" SEM / " KCl [V/ml]
a) Wyznaczanie aktywność jonów Ag+ gdzie E=0
aCu
2+ð
aCu
RT 2+ð
aAg =ð
0
+ð
0
Er =ð E -ð ln (E -ðEr )2 F
2F aAg 2
RT
+ð
e
V KCl w punkcie równoważnikowym PR = 4,9
Er=0,253780
E0=0,460 [V]
R = 8,314 [J mol-1 K-1]
T = 295 [K]
F = 96500 [C]
a Ag+ =0,0000819
b) Wyznaczanie iloczynu rozpuszczalności AgCl
LAgCl = aAg+ " aCl-
LAgCl = (aAg+ )2
LAgCl (dośw.) =6,71"10^-9
LAgCl (teor.) = 9,3"10^-10
Błąd względny:
( )
| ( )|
3. Wnioski:
Wartości doświadczalne siły elektromotorycznej (SEM) ogniw użytych w doświadczeniu różnią się
nieznacznie od wartości teoretycznych. Spowodowane jest to potencjałem dyfuzyjnym.
Wartość iloczynu rozpuszczalności AgCl doświadczalna wynosi LAgCl = 6,71 " 10^-9 i różni się od
wartości tablicowej (LAgCl = 9,3 " 10^-10 ) o 6,21%. Jest to spowodowane prawdopodobnie
wystąpieniem błędów podczas wykonywania ćwiczenia.