pobieranie: Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi
i stałej Faraday'a
I. Tabela pomiarów :
Czas t [s] Natężenie I [A]
0 0.61
180 0.61
360 0.61
540 0.605
720 0.605
900 0.606
1080 0.605
1260 0.605
1440 0.601
1620 0.601
1800 0.601
Natężenie ś
i wpisywałem do tabeli wartość natężenia prądu
podczas elektrolizy.
III 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 :
IV 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 elektrochemiczenego 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 :
V 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 :
Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi
Wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi
i stałej Faraday'a
I. Tabela pomiarów :
Czas t [s] Natężenie I [A]
0 0.61
180 0.61
360 0.61
540 0.605
720 0.605
900 0.606
1080 0.605
1260 0.605
1440 0.601
1620 0.601
1800 0.601
Natężenie ś
i wpisywałem do tabeli wartość natężenia prądu
podczas elektrolizy.
III 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 :
IV 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 elektrochemiczenego 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 :
V 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 :
