OGNIWA GALWANICZNE i SZEREG NAPIĘCIOWY METALI.pdf
(
256 KB
)
Pobierz
IMiR – kol
OGNIWA GALWANICZNE i SZEREG NAPIĘCIOWY METALI
Uwaga:
Wartości potencjału mierzone w części doświadczalnej mogą być obarczone błędem. Na
mierzone wartości potencjału mogą wpływać:
1. składniki stopowe w metalach elektrod, które są materiałami o czystości technicznej,
2. cząsteczki organiczne adsorbujące się na powierzchni elektrod,
3. aniony zanieczyszczeń w elektrolicie
4. tlen z powietrza rozpuszczony w elektrolicie , który jest aktywnym depolaryzatorem.
Ćwiczenie 1.
Pomiar potencjału odwracalnego (równowagowego) metali.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zmierzenie potencjału odwracalnego metali dla różnych stężeń
elektrolitu i porównanie ich z wartościami teoretycznymi
Sprzęt:
- elektrody Zn i Cu
- elektroda odniesienia - kalomelowa
- mostek elektrolityczny
- zlewki, papier ścierny
- miernik napięcia
- przewody
Odczynniki
:
- CuSO
4
i ZnSO
4
o stężeniu: 0.01; 0.10 i 1.00 mol/1000g H
2
O
- alkohol etylowy
Opis ćwiczenia:
Układ pomiarowy połączyć wg schematu jak na poniższym rysunku.
6
3
4 1
5 2
Schemat układu do pomiaru potencjału odwracalnego metali: 1-badany metal; 2–elektrolit; 3–
klucz elektrolityczny; 4 – elektroda odniesienia; 5 – naczyńko z nasyconym KCl; 6 – miernik
potencjału
Elektroda badana (1) powinna być każdorazowo oczyszczona papierem ściernym i
odtłuszczona przez przemycie alkoholem. Po włączeniu pomiaru i odczekaniu do ustalenia się
wartości potencjału równowagowego (ok.3-5 minuty) otrzymaną wartość wpisujemy do tabeli.
Analogicznie postępujemy dla wszystkich stężeń elektrolitu rozpoczynając od stężenia najniższego.
Tabela 1. Pomiar potencjału odwracalnego (równowagowego) Zn i Cu.
C elektrolitu
[mol/1000gH
2
O]
[V] NEK
E
H
[V] NEW
a
Me
Teoretyczna wartość E
H
[V] NEW
CuSO
4
– 0.01
- 0.10
- 1.00
ZnSO
4
– 0.01
- 0.10
- 1.00
Opracowanie wyników
:
Uzupełnić dane w kolumnach tablicy 1.
Obliczyć na podstawie wzoru Nernst’a teoretyczną wartość potencjału dla cynku i miedzi
w badanych roztworach. Do obliczeń przyjąć postać równania:
E
+
E=
o
0
059
log
a
+
n
+
n
Me
Me
n
Me
Aktywność metalu (
a
) w zależności od stężenia roztworu (
C
) podaje zależność
a
=
f
×
C
.
Współczynniki aktywności f dla badanych stężeń zamieszczono w tabeli poniżej.
Potencjał metalu względem elektrody wodorowej obliczyć na podstawie wzoru:
E
H
= E
NEW
= E
NEK(kal)
+ E,
Gdzie: E
NEK(kal)
= +0.244 V
E
- mierzona wartość potencjału metalu w odniesieniu do E
NEK.
Porównać wartości teoretyczne z danymi otrzymanymi w eksperymencie.
Tabela 2. Wartości
f
dla różnych stężeń elektrolitów.
Elektrolit
Stężenie roztworu w mol/1000 g H
2
O
0.01
0.1
1.0
CuSO
4
0.400
0.150
0.047
CuCl
2
0.720
0.501
0.411
ZnSO
4
0.387
0.150
0.044
ZnCl
2
0.731
0.515
0.399
E
Ćwiczenie 2.
Pomiar SEM ogniwa Daniella
Sprzęt
:
- elektrody: Zn i Cu
- mostek elektrolityczny
- zlewki
- papier ścierny
- miernik potencjału
- przewody
Odczynniki:
- CuSO
4
0.1M i 1.0 M
- ZnSO
4
0.1M i 1.0 M
Opis ćwiczenia
:
Budujemy ogniwo ZnZnSO
4
║CuSO
4
Cu przy stężeniu 0.1 M. Elektrody należy uprzednio
oczyścić papierem ściernym i odtłuścić alkoholem etylowym. Obwód zewnętrzny ogniwa zamykamy
miernikiem o dużej oporności wyjściowej (pomiar SEM jest pomiarem otwartego ogniwa) i
mierzymy potencjał do czasu jego ustalenia.
Ponownie budujemy ogniwo Daniella, używając roztworów o stężeniu 1.0 M oraz mierzymy
SEM tego ogniwa.
W opracowaniu wyników należy porównać mierzone doświadczalne wartości SEM ogniwa z
wartościami teoretycznymi obliczonymi na podstawie równania Nernsta..
Ćwiczenie 3.
Polaryzacja ogniwa
Sprzęt:
- elektrody Cu i Zn
- ogniwo Leclanche'go (suche ogniwo w wykonaniu handlowym)
- miernik potencjału
- opornica dekadowa
- przewody
Odczynniki:
- CuSO
4
1.0M
Opis ćwiczenia
:
Porównujemy polaryzację elektrod w ogniwie Daniella bez depolaryzatora z używanym
powszechnie ogniwem Leclanche'go z depolaryzatorem (tzw. ogniwo suche). Budujemy ogniwo
ZnZnSO
4
║CuSO
4
Cu używając roztworów 1.0 M i łączymy z miernikiem za pomocą przewodów
dla wyznaczenia SEM ogniwa. Podobnie postępujemy z ogniwem Leclanche’go. Następnie zwieramy
ogniwo opornikiem dekadowym i mierzymy równolegle wartość potencjału dla danego oporu R.
Pomiar należy wykonać dla rezystancji podanych w poniższej tablicy.
W opracowaniu wyników wykreślić krzywe polaryzacji Ogniwa Daniella bez depolaryzatora i
ogniwa Leclanche’go z depolaryzatorem. Jakie praktyczne wnioski wynikają z tych pomiarów?.
Tabela. Polaryzacja ogniwa.
Rezystancja
R [
Ω
]
E ogniwa Daniell'a
[V]
E ogniwa Leclanche'go
[V]
100 kΩ
50 "
20 "
10 "
5 "
2 "
1 "
500 Ω
200 "
100 "
50 "
20 "
10 "
5 "
2 "
0 "
- ZnSO
4
1.0M
Ćwiczenie 4.
Ogniwo stężeniowe. Pomiar SEM ogniwa.
Sprzęt:
- elektrody Cu - 2szt.
- zlewki
- klucz (mostek)elektrolityczny
- cyfrowy miernik potencjału
- przewody
Odczynniki:
- CuSO
4
o stężeniach:1.0 M, 0.1M, 0.01M
Opis ćwiczenia:
Budujemy ogniwa:
Cu0.01M CuSO
4
║1.0 M CuSO
4
Cu
Cu0.10M CuSO
4
║1.0 M CuSO
4
Cu
W obwód zewnętrzny ogniwa włączamy miernik potencjału i po ustaleniu się różnicy
potencjałów notujemy jej wartości.
W opracowaniu wyników wartości SEM zmierzone dla ogniwa 1 i 2 porównać z teoretycznie
obliczoną różnicą potencjału dla elektrody miedzianej w ćwiczeniu 1. Jaka powinna być teoretycznie
różnica potencjału elektrod dla reakcji Cu – 2e ⇔ Cu
+2
przy zmianie stężenia elektrolitu o jedną i
dwie dekady?.
Ćwiczenie 5.
Reakcje w oparciu o szereg napięciowy metali
Sprzęt:
- metale: Mg, Al, Zn, Fe, Cu.
- próbówki w statywie
- papier ścierny
Odczynniki:
- roztw. CuSO
4
- roztw. HgCl
2
- roztw. FeSO
4
- 2.0 M HCl
- stężone kwasy
*
: HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
Opis ćwiczenia:
Do probówek nalewamy po 1cm
3
roztworu, wkładamy metale i obserwujemy zjawiska
zachodzące w probówkach (np. wydzielanie się gazu, rozpuszczanie lub redukcję metalu). Na
podstawie obserwacji w punkcie opracowanie wyników uzupełnić równania reakcji:
Mg + HgCl
2
=
Al + HgCl
2
=
Zn + CuSO
4
=
Cu + HgCl
2
=
Fe + CuSO
4
=
Cu + HCl =
Cu + FeSO
4
=
Mg + HCl
stęż.
=
Zn + HCl
stęż
=
Cu + HNO
3
stęż.
=
*UWAGA
:
DOŚWIADCZENIE ZE STĘŻONYMI KWASAMI WYKONUJEMY POD
WYCIĄGIEM!!!
.
Plik z chomika:
Luki23333
Inne pliki z tego folderu:
Układy cyfrowe - teoria i przykłady - H.Mikuła.pdf
(19472 KB)
Laserowy_Ploter_CNC_schematy_PCB_zdjecia_by_DaKKi.rar
(6452 KB)
rs232-knowledge.pdf
(817 KB)
Bray_termimal_v1.9b.zip
(233 KB)
regulatory.pdf
(263 KB)
Inne foldery tego chomika:
ABC
Californication
Diagnostyka elektroniki samochodowej
Discovery HD
ebooki
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin