Порядок выполнения работы

Приборы и реактивы: сосуд для электролиза; прибор для электролиза воды; лабораторный блок питания HY1503D; секундомер; термометр; барометр; весы аналитические; электроды: медные, цинковый, железный; весы аналитические; сушильный шкаф; наждачная бумага; фильтровальная бумага; защитные очки; пинцет; ацетон; электролит № 1 – CuSO₄ · 5H₂O – 250 г/л, H₂SO₄ – 50 г/л, C₂H₅OH – 50 г/л; электролит № 2 – 3 М раствор NaOH; электролит № 3 – ZnSO₄ · 7H₂O – 215 г/л, Al₂(SO₄)₃·18H₂O – 30 г/л, Na₂SO₄ ·10H₂O – 50 г/л, декстрин – 10 г/л.

Х о д р а б о т ы

Часть 1. Определение электрохимического эквивалента меди

1. Получить у преподавателя значение силы тока (не более 1 А) и времени электролиза, данные занести в табл.2.

2. В сосуд для электролиза на ¾ объёма налить электролит № 1.

3. Медный катод (более тонкий электрод) зачистить наждачной бумагой, промыть дистиллированной водой, промокнуть фильтровальной бумагой.

4. Протереть оба электрода ацетоном, высушить на воздухе.

5. Катод взвесить на аналитических весах, массу записать в табл. 2.

6. Закрепить оба медных электрода в крышке сосуда для электролиза.

7. Подключить электроды к полюсам лабораторного блока питания: толстый электрод (анод) к «+», а тонкий электрод (катод) к «–».

8. С помощью регулятора на блоке питания установить заданную преподавателем силу тока. Внимание: плотность тока (отношение силы тока к площади катода) не должна превышать 20 мА/см² для предотвращения выделения меди в виде черного порошка.

9. Включить секундомер. По истечении заданного времени установку отключить.

10. Отсоединить катод, промыть его дистиллированной водой, высушить в сушильном шкафу в течение 10 минут.

11. Катод взвесить на аналитических весах, массу записать в табл. 2.

12. Опыт повторить при тех же условиях. Данные внести в табл. 2.

Часть 2. Газометрический метод определения выхода продуктов электролиза по току

Эксперимент проводится с помощью прибора для демонстрации электролиза воды типа ОХ-2 (см. рис. 3). Основным элементом прибора является U-образный сосуд (2), служащий электролизером. К сосуду припаяны два эвдиометра (3) с кранами для сбора выделяющихся при электролизе газов: водорода и кислорода. Электролизер имеет два бо­ковых патрубка (6), в которых установлены резиновые пробки (7) с электродами (5) из нержавеющей стали. Электроды выполнены в виде гофрированных цилиндров. На стойке прибора закреплена колба (4) с краном. Колба служит для заливки электролизера раствором. Электро­лизер устанавливается на подставке (1) с пружинным зажимом и снаб­жается в нижней части краном для слива жидкости.

Внимание: перед началом выполнения работы надеть защитные очки!

Таблица 2

Экспериментальные и расчетные данные для определения электрохимического эквивалента меди

№ опыта	Сила тока I, А	Время электролиза τ, с	Масса катода, г		Изменение массы катода, г		Электрохимический эквивалент, г/Кл		П, %
			до опыта mнач	после опыта mкон	∆mопыт	∆mтеор	kЭ(опыт)	kЭ(теор)
1
2

Проведение эксперимента

1. Получить у преподавателя значение силы тока и времени электролиза, данные занести в табл.3.

2. С помощью термомета и барометра измерить температуру и давление в лаборатории, данные занести в табл.3.

3. Подключить прибор к лабораторному блоку питания.

4. Колбу (4) заполнить до половины емкости электро­литом № 2. Одновременно открыть оба крана колбы и при открытых кранах эвдиометров перепустить раствор в электролизер, при этом эв­диометры заполняются по высоте до кранов.

5. Закрыть краны эвдиомет­ров, оставив открытым кран колбы.

6. Регулятором на блоке питания установить заданную преподавателем силу тока и провести электролиз. Через указанное время установку отключить.

7. Измерить объемы выделившихся газов, результаты записать в таблицу 3.

8. Опыт повторить при тех же условиях.

9. После отключения прибора промыть дистиллированной водой колбу, эвдиометры и электролизер.

Рис. 3. Прибор для демонстрации электролиза воды

Таблица 3