Лабораторная работа №10: «Определение электрохимического эквивалента меди»

1. Физика

Лабораторная работа № 10:
«Определение электрохимического
эквивалента меди»
Цель работы: определить электрохимический
эквивалент меди.
.

2. теория.

ТЕОРИЯ.
Молекулы солей, кислот, щелочей, при растворении этих
веществ, например в воде, распадаются на заряженные
частицы - ионы. Процесс называется электролитической
диссоциацией.
Если в раствор, содержащий ионы, опустить пластины,
соединенные с зажимами источника постоянного тока, то в
образовавшемся электролитическом поле положительные
ионы металла или водорода будут двигаться к
отрицательной пластине (катоду) и выделятся на нем в
виде твердого осадка(металл) или пузырьков газа
(водород). Отрицательные ионы будут выделяться на
положительной
пластине
(аноде).
Этот
процесс
сопровождающий
протекание
тока
через
раствор,
называется электролизом.

3. теория.

ТЕОРИЯ.
Масса выделившихся ионов m прямо пропорциональна
количеству перенесённого ионами электричества q или
силе тока I и времени его прохождения t.
m kIt
Коэффициент пропорциональности k является для каждого
вещества
величиной
постоянной
и
называется
электрохимическим
эквивалентом
вещества.
Он
показывает какова масса вещества, выделяющегося на
электроде при прохождении через электролит единицы
количества электричества.

4. Приборы и принадлежности:

1.источник
постоянного тока
(ЛИП);
2. амперметр на 2
А;
3. электролитическая
ванна
с
раствором медного
купороса;
4.
2
медных
электрода,
К
А

5. Приборы и принадлежности:

4.реостат
ползунковый;
5.ключ замыкания
тока;
6.соединительные
провода
7. весы;
8.разновесы
0,01 г;
до

6. Приборы и принадлежности:

9. секундомер;
10. электрическая плитка;
12. сосуд с
водой.
13. наждачная
бумага.

7. Порядок выполнения работы:

-К +А
R
А
Б
К
1.Работа с электрической схемой.
1.1.Собрать электрическую цепь по схеме.

8. Порядок выполнения работы:

-К
+А
1.2. Замкнуть цепь и с помощью реостата R установить силу
тока около 0,5А;

9. Порядок выполнения работы:

-К
1.3.Разомкнуть цепь;
+А

10. Порядок выполнения работы:

2. Вынуть катод, просушить над электрической плиткой,
очистить его наждачной бумагой.
2.1. Промыть в воде катод
и повторно просушить его над электрической плиткой;

11. Порядок выполнения работы:

1.Уравновесить весы.

12. Порядок выполнения работы:

3.1. Взвесить катод
и определить массу(m1 ) с точностью до 10 мг;

13. Порядок выполнения работы:

-К
+А
3.2. Поместить катод в электролитическую ванну, замкнуть
цепь и одновременно пустить в ход секундомер;
3.3. Во время опыта, который длится 15-20 минут,
необходимо следить за тем, чтобы сила тока была
неизменной (0,5 А);

14. Порядок выполнения работы:

-К
+А
4.Разомкнуть цепь и засечь время в
секундах (t,c).

15. Порядок выполнения работы:

4.1. Извлечь катод из ванны, осторожно
промыть в воде,
просушить над электрической плиткой;

16. Порядок выполнения работы:

4.2. Повторно взвесив, определить массу (m2 );

17.

18. Измеренные значения

I=0,5A
Вариант - 1
t=20мин
Вариант - 2
Вариант - 3
m1=41гр540мг m1=41гр450мг m1=40гр560мг
m2=41гр740мг m2 =41гр650мг m2=40гр750мг
m1=41гр740мг m1 =41гр850мг m1=40гр840мг
m2=41гр940мг m2=42гр 50мг m2=41гр 50мг

19. Порядок выполнения работы:

5. Вычислить электрохимический
эквивалент меди по формуле, зная
I(А), t(с), m1 (кг), m2 (кг):
m 2 - m1
k
It
кг
Кл (5.1.)
6. Повторить опыт, используя пункты
1.2.-5 лабораторной работы.

20. Порядок выполнения работы:

7.Найти среднее значение
электрохимического эквивалента , используя
данные 2-х опытов с помощью формулы:
k1 k 2
kср
2
(7.1.)
8. Зная, что табличное
значение
-7 кг
k 3,294 10
определить
Кл
относительную погрешность по формуле:
kтаб k экс
100%
k таб
,где kэкс = kср

21. Порядок выполнения работы:

9.Результаты
измерений
занести в таблицу 9.1.
и
вычислений
Таблица 9.1.
№
п/п
1
2
m1
(кг)
m2
(кг)
m2 – m1
(кг)
I,
(A)
t,
(c)
kэкс,
(кг/Кл)
kср,
(кг/Кл)
,%

22. Порядок выполнения работы:

10. Сделать вывод о проделанной работе
(используя памятку для оформления
вывода к лабораторной работе):
Какая конечная цель лабораторной
работы?
Какие прямые и косвенные измерения Вы
проводили?
Какие физические закономерности Вы
обнаружили в процессе работы?

23. Порядок выполнения работы:

11. Ответить на контрольные вопросы:
1. Почему молекулы соли, кислоты и
щёлочи в воде распадаются на ионы?
2. Почему с повышением температуры
сопротивление
электролита
уменьшается?
3. При каких условиях концентрация
электролита в процессе электролиза
остаётся постоянной? меняется?
4. Как следует поступить, если по ошибке
при
выполнении
опыта
взвешенная
пластинка
была
соединена
с
положительным
полюсом
источника
тока?