огреорпаор. Лабораторная работа_3_01 (3). Лабораторная работа

• Название: Лабораторная работа
• Анкор: огреорпаор
• Дата: 29.10.2020
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: Лабораторная работа_3_01 (3).doc
• Тип: Лабораторная работа; #146786

Лабораторная работа № 3.01

Определение заряда электрона и числа Фарадея
Цель работы: определить заряд электрона и число Фарадея.

Приборы и принадлежности: электролитическая ванна с раствором медного купороса, выпрямитель, амперметр, реостат, ключ, весы с разновесами, секундомер, сушильный шкаф, соединительные провода.

Краткая теория

Пропуская электрический ток через раствор электролита, например , происходит выделение вещества на электроды. Такое явление называется электролиз. Итак, пронаблюдаем процессы которые происходят при электролизе.

Диссоциация молекул сульфата меди в водном растворе протекает по следующей схеме .

Нейтрализовавшиеся атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде.

Пройдя через электролит, масса вещества, выделившиеся на электроде, прямо пропорциональна общему заряду. В 1832 году Майкл Фарадей* открыл эту закономерность.

,

где - электрохимический эквивалент вещества, постоянная величина равная отношению массы иона к его заряду, где - валентность вещества, - его молярная масса. Молярная масса меди кг/моль.

Вследствие этого, закон Фарадея будет таким: . При помощи этого закона (закон Фарадея) вычисляется заряд электрона .

Числом Фарадея назвали произведение заряда электрона на число Авогадро . Электрический заряд, переносимый в количестве 1 моль при электролизе , есть число Фарадея.

*Майкл Фарадей — английский физик - экспериментатор и химик. Родился 22 сентября 1791 года, в Лондоне.

Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Открыл первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны. Фарадей ввёл в научный обиход такие термины как ион, катод, анод, электролит, диэлектрик, диамагнетизм, парамагнетизм и многое другое.

Описание экспериментальной установки

1. 
   – амперметр,
   
2. 
   – электронный блок управления с секундомером,
   
3. 
   – блок с начальными параметрами электролиза,
   
4. 
   – выпрямитель В-24м
   
5. 
   – электролитическая ванна с раствором медного купороса,
   
6. 
   – электронные весы,
   
7. 
   – блок с набором электродов: медь, никель, кобальт, железо, хром,
   
8. 
   – электроды
   

Ход работы

Запустить виртуальную лабораторную установку. Если необходимо, то обнулите данные. С помощью курсора, перенести медный электрод на весы и взвесить их. Изучить собранную цепь, которая соединяет последовательно батарею, амперметр, реостат, сосуд с раствором сульфата меди (медного купороса), ключ, по рисунку 1.

Рис. 1

3. 
   За 40-50 минут, нужно сделать электролиз медного купороса. С помощью реостата, поддерживать силу тока 1 А неизменной.
   
4. 
   Выключите ток, выньте и обсушите электроды над электрической плиткой.
   
5. 
   Еще раз взвесить электроды. Узнать массу вещества, выделившегося на катоде ( ).
   

Таблица 1

, кг	, кг	, кг	, с	, А	, кг/моль		, моль-1	эксп, Кл	, кл/моль	, кг/Кл

7. 
   Благодаря полученным данным из опыта, вычислить, число Фарадея, заряд электрона и электрохимический эквивалент меди.
   
8. 
   Рассчитать погрешности измерения.
   
9. 
   Завершив эксперимент, записать в тетради свои выводы по проделанной работе.
   

Контрольные вопросы

1. 
   Опишите процесс электролитической диссоциации. Покажите на примере медного купороса. Что такое электролиз?
   
2. 
   Дайте определение катоду, аноду, катиону и аниону;
   
3. 
   Что такое электрохимический эквивалент и химический эквивалент? Каков их физический смысл?
   
4. 
   Объясните связь между числом Фарадея, химическим и электрохимическим эквивалентом вещества;
   
5. 
   Если пропустить через ванну переменный ток, можно ли будет определить химический элемент?
   
6. 
   Предположим, мы провели опыт, и увидели, что полярность электродов по ошибке изменена. Можно ли в таком случаи, определить электрохимический эквивалент?