Содержание протокола лабораторной работы
Название электролита и его формула.
Концентрация раствора соли металла (указана на емкости с электролитом).
Схема гальванического элемента: (вместо Me и MeAn вписать свои данные).
Температура проведения эксперимента.
Таблица экспериментальных данных.
Элемент |
С соли металла, моль/кг |
ЭДС, мВ |
|
|
|
Обработка результатов эксперимента
1. Величину
вычислить по формуле
,
если φизм > 0
или
,
если φизм < 0.
2. Для нахождения потенциала хлорсеребряного электрода при температуре опыта следует воспользоваться формулой:
.
3. Стандартный электродный потенциал вычисляют из уравнения Нернста:
,
где
стандартный
потенциал металлического электрода;
активность иона
данного металла, которую вычисляют по
формуле:
;
средний ионный
коэффициент активности, который
рассчитывают в зависимости от значения
ионной силы раствора по уравнениям:
при значении I <
0,05 моль/кг
и
при значении I >
0,05 моль/кг,
где z+ и z− – заряд катиона и аниона соответственно.
6. Погрешность вычисления стандартного потенциала по экспериментальным данным φ0(эксп) вычисляют по уравнению:
,
где φ(изм) – погрешность измерения потенциала, φ(изм) = 1 мВ; С – погрешность приготовления раствора, С = 0,01; Т - погрешность измерения температуры, Т = 1 К.
7. Вычислить расчетную погрешность определения стандартного потенциала φo(расч) по формуле:
φo(расч) = |φo(эксп) φo(табл)|,
φ0(табл) – берут из справочника.
8. Полученные данные занести в таблицу:
Электрод |
С, моль/кг |
γ± |
φo(эксп) |
φo(табл) |
φo(эксп) |
φo(расч) |
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета по лабораторной работе
1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Ход эксперимента.
4. Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).
5. Обработка экспериментальных данных.
6. Вывод.
Лабораторная работа № 13. Определение коэффициента активности электролита
Цель работы: определить среднеионный коэффициент активности электролита в растворе.
Сущность работы: определить э.д.с. элемента и потенциал металлического электрода в растворе соли. Коэффициент активности вычисляют по уравнению Нернста и сопоставляют со справочными данными.
Оборудование и реактивы. Потенциометр (иономер); электроды: медный, цинковый и свинцовый; хлорсеребряный электрод сравнения; химический толстостенный стакан объемом 75 мл – 4 шт. (для солей цинка, свинца, меди и насыщенного раствора нитрата калия); электролитический мост, заполненный насыщенным раствором нитрата калия; сульфат меди – раствор концентрацией 0,5 моль/кг; сульфат никеля, 0,5 н. раствор; нитрат свинца, 0,5 н. раствор; хлорид калия – насыщенный раствор; нитрат калия – насыщенный раствор; наждачная бумага.
Выполнение работы
Вариант 1.
1. Наждачной бумагой тщательно зачистить металлические электроды: медный, цинковый или свинцовый (по указанию преподавателя);
2. Собирать схему: . Хлорсеребряный электрод подключить к клемме «+» потенциометра, медный, цинковый и свинцовый – к противоположной клемме. Растворы соединить электролитическим мостиком.
Если стрелка амперметра блока чувствительности отклонилась в отрицательную сторону, то этот факт отметить и поменять местами клеммы электродов. В этом случае значение Еизм < 0.
3. Измерить с помощью потенциометра с точностью до 0,1 мВ электродвижущую силу элемента Еизм.
А) установить переключатель чувствительности в положение «1».
Б) первую слева ручку магазина сопротивлений поворачивать вправо до того момента, когда стрелка амперметра блока чувствительности покажет «0».
В) установить переключатель чувствительности в положение «2».
Г) вторую слева ручку магазина сопротивлений (верхний ряд) поворачивать вправо до того момента, когда стрелка амперметра блока чувствительности покажет «0».
Д) повторить для положений чувствительности «3» и «4», каждый раз выводя стрелку на «0».
Е) в окошках магазина сопротивлений считать значение ЭДС, мВ
Вариант 2
1. В маркированные химические стаканы объемом 75 мл отобрать растворы сульфата меди, сульфата цинка и нитрата свинца.
2. Кусочком наждачной бумаги тщательно зачистить металлический электрод: медный, цинковый или свинцовый.
3. В отдельный маркированный химический стакан объемом 50 мл отобрать насыщенный раствор нитрата калия.
4. Погрузить зачищенный металлический электрод в раствор соответствующей соли металла: медный электрод – в раствор сульфата меди, цинковый – в раствор сульфата цинка, свинцовый – в раствор нитрата свинца.
5. В стакан с насыщенным раствором нитрата калия поместить хлорсеребряный электрод.
6. Подключить иономер к электрический сети и нажать кнопку «вкл.»
7. К клемме «изм.» иономера присоединить металлический электрод, к клемме «вспом.» – хлорсеребряный электрод.
8. Замкнуть электрохимическую цепь при помощи электролитического мостика – П-образной стеклянной трубки, заполненной насыщенным раствором нитрата калия.
9. На табло прибора прочитать значение ЭДС, которое занести в таблицу экспериментальных данных.
10. Повторить п.п.7 − 9 с другими электродами.