mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

308S

LABOLATORIUM Z FIZYKI

GRUPA 2

Sławomir Grzeszczyk

TEMAT 308 Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i
stałej Faraday'a



I Opis ćwiczenia :

W ćwiczeniu użyłem układu pomiarowego składającego się z
woltametru zawierającego elektrolit, w którym zostały umieszczone
elektrody wykonane z blachy miedzianej, przez które został
przepuszczony prąd z autotransformatora i prostownika poprzez
amperomierz.



Rys. schematyczny układu

Układ został podłączony na 15 minut, podczas których co 3 minuty
odczytywałem i wpisywałem do tabeli wartość natężenia prądu
podczas elektrolizy.

Natężenie średnie

Iśr [A] Masa początkowa

m1 [g] Masa końcowa

m2 [g] Różnica mas

Dm [g]

1,2 335,85 336,15 0,30

1,2 336 336,25 0,25



II Obliczenia :

Pierwsze prawo elektrolizy Faraday'a stwierdza, że ilość masy m
wydzielona na elektrodzie jest równa iloczynowi natężenia prądu I,
czasu trwania elektrolizy t oraz równoważnika elektrochemicznego k:



Korzystając z tego prawa możemy obliczyć wartość równoważnika
elektrochemicznego k w omawianym ćwiczeniu, będzie on równy:



po podstawieniu wartości z wykonanego ćwiczenia otrzymujemy
równoważnik elektrochemiczny k :



Stałą Faraday'a można obliczyć korzystając z drugiego prawa
Faraday'a, które ma postać:



gdzie m1, m2 to wydzielone masy, R1, R2 - równoważniki chemiczne.

, czyli po przekształceniu prawo drugie przyjmuje postać:



pod warunkiem, że ładunek przeniesiony w trakcie obu tych elektroliz
jest jednakowy. Można, więc zapisać, że:



gdzie a jest współczynnikiem proporcjonalności zapisywanym również

w postaci a = 1/F. Ostatecznie powyższe równanie można zapisać w
postaci:



natomiast pierwsze prawo Faraday'a :



skąd możemy obliczyć stałą Faraday'a :



która po podstawieniu danych otrzymanych w ćwiczeniu wynosi :



III Obliczenie i dyskusja błędów :

Błąd bezwzględny wagi Dm = 0.02 g

Błąd bezwzględny pomiaru czasu Dt = 2 s

Błąd bezwzględny amperomierza DI = 0.00375 A

Do obliczenia błędu równoważnika elektrochemicznego skorzystam ze
wzoru różniczkowego na wartość błędu bezwzględnego wyników
złożonych, którego ogólna postać to:



w przypadku obliczania błędu równoważnika elektrochemicznego k wzór
ten wykorzystujemy podstawiając pochodne cząstkowe użytych wielkości
mierzonych bezpośrednio, czyli m, t, oraz I. Po wyliczeniu pochodnych
cząstkowych, oraz uproszczeniu wzór przyjmuje postać:



Natomiast wyliczona wartość błędu bezwzględnego to:



ma postać:



która w tym przypadku po zlogarytmowaniu do postaci :



zróżniczkowaniu i obliczeniach da nam wartość błędu względnego



z którego stosując wzór :



obliczam ostatecznie wartość błędu bezwzględnego :



IV Wnioski :

W przeprowadzonym ćwiczeniu korzystając z praw elektrolizy Faraday'a
na podstawie danych otrzymanych w doświadczeniu wyznaczyłem wartość
równoważnika elektrochemicznego dla miedzi dwuwartościowej, który
wynosi:



oraz stałą Faraday'a :



zaś wartość tablicowa wynosi:

F=(11,4408)*104C