To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
GRUPA
ZESPÓŁ
ĆWICZENIE
DATA
OCENA
33
4
8
21.11.2000
IMIĘ I NAZWISKO
TEMAT
ĆWICZENIA
Anna Chrzan
Dominika Heród
Grzegorz Leszczyński
Pomiar siły elektromotorycznej ogniw i potencjałów półogniw
1. WSTĘP TEORETYCZNY:
Elektrodą (półogniwem) w elektrochemii nazywa się układ złożony z dwóch faz przewodzących, z których przynajmniej jedną jest elektrolit. Elektrodę stanowi najczęściej faza metaliczna, granicząca z elektrolitem. Fazy te graniczą ze sobą w ten sposób, że możliwy jest przepływ jonów lub elektronów przez powierzchnie między fazowe. Każdy metal w zetknięciu z roztworem elektrolitu wykazuje dążność do przechodzenia do roztworu w postaci jonowej. Elektrodę na której zachodzi proces utleniania nazywa się anodą, zaś tę na której zachodzi proces redukcji- katodą Wartość potencjału elektrody zależy od właściwości metalu, stężenia kationu(aktywności) i temperatury. Zależność potencjału elektrody od aktywności jonu metalu w roztworze, liczby elektronów biorących udział w reakcji i temperatury przedstawia równanie Nernsta:
E = E0 + (RT/nF) ln aM/aM Gdzie: E0 - normalny potencjał elektrody
R - stała gazowa
T - temperatura bezwzględna
F - stała Faradaya
n - liczba elektronów biorących udział w reakcji
aM - aktywność jonów metalu
Ogniwa galwaniczne zbudowane są z dwóch elektrod współpracujących z roztworem elektrolitu. Elektrolit może być wspólny, ale częściej występują dwa elektrolity, dla każdej elektrody inny i wówczas kontakt między roztworami elektrolitu realizowany jest przez klucz elektrolityczny. Zachodzi tu proces przemiany energii chemicznej w energię elektryczną, możliwą do zmierzenia i praktycznego wykorzystania.
Siła elektromotoryczna ogniwa równa jest różnicy między potencjałem przewodnika przyłączonego do elektrody prawej a potencjałem przewodnika z tego samego materiału dołączonego do elektrody lewej. W ogniwie występuje bezpośredni związek między siłą elektromotoryczną ogniwa i zmianą swobodnej energii Gibbsa dla samożutnych reakcji w ogniwie:
∆G = - nEF
Ogniwa stężeniowe określa się jako ogniwa galwaniczne, w których praca elektryczna powstaje w skutek wyrównania się stężeń elektrolitu. Ogniwo stężeniowe składa się z dwóch takich samych elektrod zanurzonych w roztworach o różnych stężeniach. Schemat takiego ogniwa jest następujący:
(…)
….
Półogniwo 1
Cd / Cd(NO3)2 Półogniwo 2
Fe / Fe(NO3)3
Temperatura
Stężenie elektrolitu
Stężenie elektrolitu
[0C]
1.
0,05n = 0,025 [mol/dm3]
0,1n = 0,03 [mol/dm3]
20 i 25
a) pomiar potencjałów półogniw - przygotowujemy w małych zlewkach r-ry elektrolitów
- nastawiamy termostat na żądaną temperaturę
- zlewkę z roztworem elektrolitu umieszczamy w termostacie - po osiągnięciu przez elektrolit zadanej temperatury wkładamy do zlewki elektrodę metalową oraz elektrodę chlorosrebrową
- łączymy elektrody z woltomierzem cyfrowym
- mierzymy różnicę potencjałów między zadanym półogniwem a elektrodą chlorosrebrową w danej temperaturze
Wyniki pomiarów:
- dla półogniwa Fe/Fe(NO3)3
Lp.
T[0C]
E0 CL-/AgCl, Ag/Fe/Fe(NO3)3 V0 Cl-/ AgCl, Ag [V]
V0 Fe/ Fe(NO3)3 1
20
- 0,2616
+ 0,1981
- 0,4597
2
25
- 0,2428
+ 0,1940
- 0,4368
Schemat…
…
- zlewki z roztworami elektrolitów umieszczamy w termostacie
- po osiągnięciu przez elektrolity zadanej temperatury wkładamy do zlewek odpowiednie elektrody metalowe
- łączymy zlewki z elektrolitami kluczem elektrolitycznym
- elektrody łączymy z woltomierzem cyfrowym
- mierzymy różnicę potencjałów między elektrodami
Wyniki pomiarów:
Lp.
T[0C]
E Cd/Cd(NO3)2/ Fe/Fe(NO3)3 E[V]
1
20
0,726
0,723
2
25
0,773…
… galwanometr (wskażnik zera). W zasadzie metoda ta nie zapewnia całkowitego braku przepływu prądu przez badane ogniwo w momencie kompensacji.
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)