Варианты заданий к работе 6
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
См(CuSO4), моль/л |
0,5 |
0,25 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,001 |
0,5 |
0,005 |
0,5 |
См(ZnSO4), моль/л |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,25 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,5 |
0,001 |
0,5 |
0,005 |
Приготовьте солевой мост: заполните насыщенным раствором KCl стеклянную П – образную трубку, концы которой затем плотно закройте предварительно смоченными в KCl жгутиками из фильтровальной бумаги. Проследите, чтобы в трубке не было пузырьков воздуха.
Соедините медный и цинковый электроды солевым мостом, поместив один конец П – образной трубки в раствор CuSO4, а другой – в раствор ZnSO4 (пометьте конец трубки, погруженной в раствор CuSO4 или ZnSO4). Таким образом приготовили электрохимический элемент Даниэля – Якоби.
2.1.2. Ознакомьтесь с инструкцией работы на потенциометре Р-304, Р-307 и др.
2.1.3. Измерьте ЭДС электрохимического элемента компенсационным методом.
Присоедините к соответствующим клеммам «+» или «-» потенциометра сухой химический элемент (батарею), гальванометр, нормальный элемент Вестона и исследуемый элемент Даниэля – Якоби.
Поставьте переключатель потенциометра в положение «Н.Э.» и поворотом ручек трехдекадного магазина сопротивлений (грубо – точно) добейтесь компенсации нормального элемента (на гальванометре должен быть зафиксирован нуль). Таким образом настраивают рабочий ток на нормальный элемент Вестона. Поставьте переключатель в положение «Х» и поворотом рычагов декадных реостатов добейтесь компенсации исследуемого электрохимического элемента (нуль на гальванометре).
Значение измеряемой ЭДС определите суммированием умноженных на соответствующие множители чисел декадных реостатов. Полученную величину ЭДС ЕЭ внесите в табл. 2.
2.1.4. Измерьте ЭДС электрохимического элемента Даниэля – Якоби при всех заданных концентрациях CuSO4 и ZnSO4 аналогичным образом. При переходе от больших концентраций электролита к меньшим поменяйте жгутик из фильтровальной бумаги в соответствующем конце стеклянной П – образной трубки (солевого моста). Полученные значения ЭДС Еэ и температуру опыта внесите в табл. 2.
3.1. О Б Р А Б О Т К А Э К С П Е Р И М Е Н Т А Л Ь Н Ы Х
Д А Н Н Ы Х
Таблица 2
Экспериментальные и расчетные данные к работе 6
Т = _________ 0С
СМ(CuSO4), моль/л |
СМ(ZnSO4), моль/л |
а (Cu2+) |
а (Zn2+) |
В |
В |
Еэ, В |
Ер, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
,
3.1.1. Напишите схему электрохимического элемента Даниэля – Якоби, электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, суммарную токообразующую реакцию, протекающую в элементе.
3.1.2. Рассчитайте активности ионов Cu2+ и Zn2+, соответствующие заданным концентрациям CuSO4 и ZnSO4. Примите молярную концентрацию равной моляльной. Средние коэффициенты активности для растворов CuSO4 и ZnSO4 заданных концентраций возьмите из справочных таблиц [ ].
a(МеZ+)
= a 
Полученные величины а(Cu2+) и а(Zn2+) внесите в табл. 2.
3.1.3. Рассчитайте равновесные электродные потенциалы медного и цинкового электродов по уравнению Нернста при температуре опыта. Величины стандартных электродных потенциалов возьмите из справочных таблиц [ ].
Полученные значения внесите в табл. 2.
3.1.4. Рассчитайте ЭДС элемента ЕР для всех заданных концентраций CuSO4 и ZnSO4.
Полученные Ер значения внесите в табл. 2.
Рассчитайте погрешность (%), сравнив экспериментальную Еэ и расчетную ЕР величины ЭДС для всех исследованных элементов по формуле:
Полученные значения внесите в табл. 2.