SZEREG NAPIĘCIOWY I OGNIWA GALWANICZNE
Uwaga!
Wartości potencjału rejestrowane
potencjału mogą wpływać: składniki stopowe w metalach elektrod, które są materiałami o czystości technicznej, cząsteczki organiczne adsorbujące się na powierzchni elektrod,
anionowej i tlen rozpuszczony w elektrolicie.
Ćwiczenie 1. Pomiar potencjału odwracalnego (równowagowego) metali. sprzęt: - elektrody Zn (1 szt.) i Cu
- elektroda odniesienia z roztworem nasyconym - mostek (klucz) elektrolityczny - papier ścierny
- miernik uniwersalny z przewodami
Opis ćwiczenia:
Elektrody metalowe umyć wodą bieżącą, odtłuścić alkoholem etylowym lub acetonem ( digestorium). Układ pomiarowy połączyć wg schematu
Elektrodę odniesienia należy właściwego dla pomiarów potencjału badanego półogniwa. Nie wolno
przechowywana - należy połączyć to naczynie kluczem elektrolitycznym z półogniwem, którego potencjał jest wyznaczany. Proszę nie przelewać zawartości słoiczków z roztworami soli do innych naczyń, a jedynie elektrodę metalową przewlec przez większy z otworów w zakrętce słoika
po ustaleniu się wskazań miernika. Po wykonaniu pomiaru, elektrodę meta przetrzeć papierem ściernym, przemyć wodą destylowaną
potencjału wykonujemy dla wszystkich stężeń elektrolitów zaczynając od roztworu o najniższym stężeniu.
NAPIĘCIOWY I OGNIWA GALWANICZNE
rejestrowane w części doświadczalnej mogą być obarczone błędem. Na mierzone wartości potencjału mogą wpływać: składniki stopowe w metalach elektrod, które są materiałami o czystości
cząsteczki organiczne adsorbujące się na powierzchni elektrod, i tlen rozpuszczony w elektrolicie.
Ćwiczenie 1. Pomiar potencjału odwracalnego (równowagowego) metali. i Cu (2 szt.)
ktroda odniesienia (NEK) w słoiczku nasyconym KCl
mostek (klucz) elektrolityczny z przewodami
odczynniki: - roztwory soli miedzi(II), CuSO cynku, ZnSO4, M, 0.1 M i 1 M
- alkohol etylowy lub aceton (do odtłuszczania)
umyć wodą bieżącą, wyczyścić papierem ściernym, przemyć wodą destylowaną odtłuścić alkoholem etylowym lub acetonem (tryskawka znajduje się, odpowiednio, przy
). Układ pomiarowy połączyć wg schematu przedstawionego na Rys. 1.
Rys. 1. Schemat układu do pomiaru potencjału
odwracalnego metali. 1 - elektroda odniesienia 2 - nasycony roztwór KCl 3 - klucz elektrolityczny 4 - miernik uniwersalny 5 - elektroda metalowa 6 - roztwór CuSO4 lub ZnSO4
należy podłączyć do gniazda COM miernika uniwersalnego właściwego dla pomiarów potencjału (oznaczone symbolem "V") należy podłączyć
wolno wyciągać elektrody odniesienia ze słoiczka, w którym jest połączyć to naczynie kluczem elektrolitycznym z półogniwem, którego potencjał nie przelewać zawartości słoiczków z roztworami soli do innych naczyń, a jedynie elektrodę metalową przewlec przez większy z otworów w zakrętce słoika. Odczyt potencjału należy dokonać po ustaleniu się wskazań miernika. Po wykonaniu pomiaru, elektrodę meta
, przemyć wodą destylowaną oraz odtłuścić alkoholem lub acetonem. Pomiary potencjału wykonujemy dla wszystkich stężeń elektrolitów zaczynając od roztworu o najniższym stężeniu.
NAPIĘCIOWY I OGNIWA GALWANICZNE
w części doświadczalnej mogą być obarczone błędem. Na mierzone wartości potencjału mogą wpływać: składniki stopowe w metalach elektrod, które są materiałami o czystości cząsteczki organiczne adsorbujące się na powierzchni elektrod, zanieczyszczenia w formie
roztwory soli siarczanu(VI) CuSO4, i siarczanu(VI) , o stężeniach: 0.01 i 1 M
alkohol etylowy lub aceton (do
, przemyć wodą destylowaną i odpowiednio, przy zlewie lub pod
ys. 1.
Schemat układu do pomiaru potencjału
do gniazda COM miernika uniwersalnego, natomiast do gniazda należy podłączyć elektrodę metalową ze słoiczka, w którym jest ona połączyć to naczynie kluczem elektrolitycznym z półogniwem, którego potencjał nie przelewać zawartości słoiczków z roztworami soli do innych naczyń, a jedynie Odczyt potencjału należy dokonać po ustaleniu się wskazań miernika. Po wykonaniu pomiaru, elektrodę metalową należy opłukać wodą, oraz odtłuścić alkoholem lub acetonem. Pomiary potencjału wykonujemy dla wszystkich stężeń elektrolitów zaczynając od roztworu o najniższym stężeniu.
Ćwiczenie 2. Pomiar SEM ogniwa Daniela. sprzęt: - elektrody Zn (1 szt.) i Cu (1 szt.)
- mostek (klucz) elektrolityczny - papier ścierny
- miernik uniwersalny z przewodami
odczynniki: - roztwory CuSO4 o stężeniach 0.1 M i 1 M
- roztwory ZnSO4 o stężeniach 0.1 M i 1 M
- alkohol etylowy lub aceton do odtłuszczania
Opis ćwiczenia:
Elektrody metaliczne umyć wodą bieżącą, oczyścić papierem ściernym, opłukać wodą destylowaną i odtłuścić alkoholem etylowym lub acetonem.
Zbudować ogniwo o schemacie:
( )
(
anoda
−
)
Zn | ZnSO
4(
0.1 M
)
CuSO
4(
0.1 M | Cu katoda
)
(
( )
+
)
W tym celu należy usunąć plastikowe korki z zakrętek słoiczków zawierających odpowiednie roztwory soli i przewlec przez te otwory elektrody metalowe, zwracając uwagę, aby dany metal był zanurzony we właściwym roztworze soli. Do metalowych elektrod należy podłączyć przewody pomiarowe. Powstałe półogniwa należy połączyć kluczem elektrolityczny, a następnie po ustabilizowaniu się wartości potencjału elektrod odczytać i zanotować ten potencjał.
Procedurę i eksperyment należy powtórzyć dla ogniwa o poniższym schemacie:
( )
(
anoda
−
)
Zn | ZnSO 1 M
4(
)
CuSO 1 M | Cu katoda
4(
)
(
( )
+
)
Ćwiczenie 3. Pomiar SEM ogniwa stężeniowego. sprzęt: - elektrody Cu (2 szt.)
- klucz (mostek) elektrolityczny - miernik uniwersalny z przewodami
odczynniki: - roztwory CuSO4 o stężeniach 0.01 M, 0.1 M i 1 M
- alkohol etylowy lub aceton do odtłuszczania
Elektrody metaliczne należy umyć wodą bieżącą, oczyścić papierem ściernym, opłukać wodą destylowaną i odtłuścić alkoholem etylowym lub acetonem.
Postępując w sposób opisany w Ćwiczeniu 2 należy zbudować ogniwo o podanym poniżej schemacie. Po ustabilizowaniu się wartości wskazań miernika uniwersalnego odczytać i zanotować w tabeli potencjał.
( )
(
anoda
−
)
Cu | CuSO
4(
0.01 M
)
CuSO 1 M | Cu katoda
4(
)
(
( )
+
)
Pomiar wykonać dla kolejnego ogniwa o schemacie:
( )
(
anoda
−
)
Cu | CuSO
4(
0.1 M
)
CuSO 1 M | Cu katoda
4(
)
(
( )
+
)
20…/……. Wydz. Gr.
Nazwisko, imię
Temat: SZEREG NAPIĘCIOWY METALI. OGNIWA GALWANICZNE.
Podpis
prowadzącego
Wszystkie obliczenia zapisujemy na odwrotach stron!
Ćwiczenie 1. Pomiar potencjału odwracalnego (równowagowego) metali.
Uzupełnić dane w kolumnach poniższej Tabeli korzystając z wartości zmierzonych oraz obliczonych przy użyciu równań (1) do (3) podanych poniżej.
Tabela 1. Wyniki pomiarów oraz obliczeń dla Ćwiczenia 1.
Półogniwo
E
NEK( )
V
E
NEW( )
V
a
Men+E
Me / Men+( )
V
(
)
4Cu | CuSO
0.01 M
(
)
4Cu | CuSO
0.1 M
(
)
4Cu | CuSO 1 M
(
)
4Zn | ZnSO
0.01 M
(
)
4Zn | ZnSO
0.1 M
(
)
4Zn | ZnSO 1 M
W celu porównania wartości zmierzonej z potencjałem teoretycznym obliczonym z równania Nernsta (równanie (2)), odczytaną z miernika wartość należy przeliczyć korzystając z zależności:
NEW NEK
0.244 V
E
=
E
+
(1)gdzie:
E
NEW to potencjał elektrody metalowej mierzony względem elektrody wodorowej, gdzieE
NEK oznacza potencjał mierzony względem nasyconej elektrody kalomelowej (NEK).(
)
0 Me/Me Me 0.059 log n n E E a n + = + + (2) Aktywność metalu, Mena
+, w zależności od stężenia roztworu, c, podaje wzór (3). Wartości współczynnika aktywności, f , podane są w Tabeli 2.Men
Tabela 2. Wartości współczynników aktywności,f . Elektrolit Stężenie roztworu,
c
( )
M
0.01 0.1 1 4CuSO
0.400 0.150 0.047 4ZnSO
0.387 0.150 0.044Ćwiczenie 2. Pomiar SEM ogniwa Daniella.
Zmierzone wartości SEM ogniwa porównać z wartościami teoretycznymi obliczonymi ze wzoru (2) wg równania (4) i zapisać w Tabeli 3.
katoda anoda
SEM
=
E
−
E
(4)Tabela 3. Wartości SEM ogniwa Daniella.
Ogniwo Wartość zmierzona SEM (V) Wartość obliczona SEM (V)
(
)
(
)
4 4Zn | ZnSO
0.1 M
CuSO
0.1 M | Cu
(
)
(
)
4 4Zn | ZnSO 1 M
CuSO 1 M | Cu
Ćwiczenie 3. Pomiar SEM ogniwa stężeniowego.
Zmierzone wartości SEM ogniwa stężeniowego porównać z wartościami teoretycznymi obliczonymi z równania (2) wg wzoru (4) i zapisać w Tabeli 4.
Tabela 4. Wartości SEM ogniwa stężeniowego.
Ogniwo Wartość zmierzona SEM (V) Wartość obliczona SEM (V)
