To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
S IŁA ELEKTROMOTORYCZNA OGNIWA GALWANICZNEGO Cel ćwiczenia : Wyznaczenie siły elektromotorycznej ogniwa Daniela i potencjałów normalnych elektrod.
Wstęp teoretyczny Efekt energetyczny reakcji chemicznej może się przejawiać jako ciepło, praca mechaniczna związana ze zmianą objętości oraz w postaci pracy elektrycznej. Przedmiotem naszych rozważań będzie trzeci rodzaj efektów - praca elektryczna. Warunkiem powstania takiej pracy jest istnienie specyficznego obwodu elektrycznego zwanego ogniwem galwanicznym, w którym zachodzą procesy utleniania-redukcji. Schemat ogniwa przedstawia poniższy rysunek :
A (-) → e - K (+)
SO 4 2- Zn Cu
r-r ZnSO 4 r-r CuSO 4 Ogniwo powyższe nosi nazwę ogniwa Daniella. W ogniwie tym możemy wyróżnić następujące elementy : płytkę cynkową zanurzoną w roztworze siarczanu (VI) cynku, która jest połączona drutem z płytka miedzianą zanurzoną w roztworze siarczanu (VI) miedzi; roztwory są poza tym połączone kluczem elektrolitycznym wypełnionym chlorkiem potasu. W lewym półogniwie zachodzi reakcja utleniania, natomiast w prawym półogniwie zachodzi reakcja redukcji. Jak zaznaczono na rysunku lewe półogniwo jest anodą, a prawe - katodą; elektrony wędrują od anody do katody, zaś jony siarczanowe (VI), poprzez klucz elektrolityczny - od katody do anody. Mając tak skonstruowane ogniwo możemy zdefiniować siłę elektromotoryczną.
Jest to mianowicie potencjał elektrostatyczny drutu przyłączonego do elektrody znajdującej się na schemacie ogniwa po stronie prawej, mierzony w stanie równowagi względem potencjału drutu z tego samego metalu przyłączonego do elektrody lewej :
E = ( pr - l ) Potencjał półogniwa jest to siła elektromotoryczna ogniwa zbudowanego w ten sposób, że prawym półogniwem jest w nim rozważane półogniwo, lewym zaś - standardowe półogniwo wodorowe. W praktyce laboratoryjnej stosuje się elektrodę kalomelową i uwzględnia się różnicę potencjałów. Uzyskane wyniki T = 22 0 C
Lp.
elektroda (+)
roztwór
(…)
… elektromotoryczna ogniwa jest różnicą potencjałów tych elektrod względem siebie (w stanie równowagi). A zatem = EHg - EZn EZn = EHg - = ECu - EHg ECu = - EHg Z równanie Nernsta, wiemy że
EZn2+/Zn = E0Zn2+/Zn + (RT/nF) ln aZn2+ ECu2+/Cu = E0Cu2+/Cu + (RT/nF) ln aCu2+ gdzie a - aktywność (a = cγ)
γ - współczynnik aktywności (lg γ = )
I - siła jonowa roztworu (I = )
z - wartościowość jonu
c - stężenie…
….
0,488
-0,537
6.
0,524
-0,494
wartość średnia
0,424
-0,626
Dyskusja błędów i wnioski
Wartości literaturowe potencjałów normalnych elektrod cynkowej i miedziowej są następujące : E0Cu2+/Cu = 0,345 V, E0Zn2+/Zn = -0,763 V. Wartości średnie uzyskane z pomiarów wynoszą odpowiednio 0,424 V i -0,626 V, a zatem błąd bezwzględny wynosi : dla elektrody miedziowej b= 22,9%, a dla elektrody cynkowej b= 17,9%. Błędy te mogły powstać wskutek niedokładnego wypłukania elektrod przed kolejnymi pomiarami, o czym przekonuje nas fakt, iż potencjały normalne obliczone na podstawie pierwszych dwóch pomiarów (dla 1n roztworów), mają błędy bezwzględne
odpowiednio b= 4,3%, oraz b= 3%. Inną przyczyną powstania tak znacznych błędów mogło być niedokładne sporządzanie kolejnych roztworów, oraz niecałkowite ustalenie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)