Питання для домашньої підготовки
1. Гальванічний елемент.
2. Форма запису гальванічних кіл.
3. ЕРС гальванічного елемента.
4. Електродні потенціали, їх вимірювання.
5. Рівняння Нернста.
6. Стандартний водневий електрод, каломельний електрод.
7. Нормальний елемент Вестона.
8. Вимірювання ЕРС елемента компенсаційним методом.
Мета роботи. Виміряти за допомогою компенсаційної схеми ЕРС гальванічного елемента та електродні потенціали.
Прилади і реактиви. Потенціометр, акумулятор, гальванометр, елемент Вестона, досліджувані елементи (за вказівкою викладача), каломельний електрод, штатив, пробірки, електролітичний ключ.
Методика виконання роботи
Збирають гальванічний елемент (за вказівкою викладача): у дві пробірки наливають приблизно однакові об’єми розчинів солі металу і вставляють відповідний електрод, попередньо зачищений наждачним папером і промитий водою.
Пробірки з’єднують електролітичним ключем (П-подібна скляна трубка, заповнена желатином, просоченим насиченим розчином хлориду калію КСl). Елемент підмикають до потенціометра і вимірюють ЕРС.
Для вимірювання потенціалів окремих електродів їх з’єднують з каломельним електродом порівняння (рис. 2) і вимірюють ЕРС отриманих елементів.
Рис. 2. Каломельний електрод
Обробка експериментальних даних
1. Записують схеми досліджених елементів.
2. Для кожного елемента розраховують електродний потенціал, записують електродні і сумарну реакції.
3. За рівнянням Нернста розраховують теоретичне значення електродних потенціалів та порівнюють зі значеннями, визначеними експериментально.
Лабораторна робота 5
В ИЗНАЧЕННЯ ЕРС КОНЦЕНТРАЦІЙНОГО ЕЛЕМЕНТА
Загальні теоретичні відомості
Концентраційними елементами називаються елементи з однаковими матеріалами електродів, але з різними концентраціями розчинів. Вони дають ЕРС за рахунок вирівнювання концентрацій речовин в елементі.
Концентраційний гальванічний елемент, який складається з цинкових електродів, занурених у розчини сульфату цинку з різною активністю іонів цинку, наведено на рисунку.
Концентраційний гальванічний елемент
Схема цього концентраційного елемента має вигляд:
Zn Zn2 + (а1) Zn2 + (а2) Zn.
У ньому відбуваються процеси:
(+) Zn2+ (а2) + 2е = Zn
(–) Zn – 2е = Zn2+ (а1)
Zn2+ (а2) = Zn2+ (а1)
Зрозуміло, що елемент буде працювати доти, доки активності іонів Zn2+ не зрівняються.
З рівняння Нернста виводиться формула для ЕРС концентраційного елемента:
?
Питання для домашньої підготовки
1. Концентраційні елементи.
2. ЕРС концентраційних елементів.
Мета роботи. Дослідження та вимірювання ЕРС концентраційних елементів.
Прилади і реактиви. Потенціометр, акумулятор, гальванометр, елемент Вестона, досліджувані концентраційні елементи (за вказівкою викладача), пробірки, електролітичний ключ.
Методика виконання роботи
Збирають гальванічний елемент із двох однакових електродів (мідних, цинкових тощо) у відповідних розчинах різних концентрацій (за вказівкою викладача). Елемент підмикають до потенціометра і вимірюють ЕРС.