Коэф активности. Лаб раб Коэффициент_активности финал. Методические указания к лабораторной работе по курсу Электрохимия Составитель доц., к х. н. Ротманов К. В. Димитровград 2023
 Скачать 1.46 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Димитровградский инженерно-технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ Кафедра радиохимии Термодинамика гальванического элемента Методические указания к лабораторной работе по курсу «Электрохимия» Составитель: доц., к.х.н. Ротманов К.В. Димитровград 2023 Цель работы: Экспериментальное определение среднего коэффициента активности γ ± электролита. Задачи 1. Определить равновесную ЭДС гальванического элемента. 2. Рассчитать средний коэффициент активности γ ± электролита. 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Для изучения термодинамики химических реакций целесообразно использовать гальванический элемент, в котором реализуются обратимые электродные реакции, а измерение электродвижущей силы (ЭДС) электрохимической цепи осуществляют в условиях равновесия. Определяя ЭДС гальванического элемента и используя термодинамические соотношения можно рассчитать средний коэффициент активности электролита. Гальванический элемент представляет собой электрохимическую цепь, составленную из двух электродов, погруженных в один и тот же электролит, в которой один электрод обратим по отношению к катионам, а другой – по отношению к анионам. Схема такой цепи имеет вид : К| KA| A ( 1 ) где К и А – электроды, обратимые относительно катиона и аниона электролита КА, соответственно. 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1. Приборы и реактивы 1. Отдельные узлы и блоки для сборки экспериментальной установки, схематично изображенной на рис. 1. 2. Растворы хлорида меди. 3. Электроды: а) медный б) хлорсеребряный ЭСр-10102/3,0. 4. Набор химических стаканов различного объема. 5. Промывалка с дистиллированной водой. 6. Фильтровальная бумага. 7. Наждачная бумага. 8. Секундомер. Рис. 1 Схема цепи для измерения равновесной ЭДС 1 - высокоомный вольтметр; 2 - термостат; 3 - жидкость термостата; 4 - электролизер; 5 - раствор электролита; 6 - медный электрод; 7 - хлорсеребряный электрод; 8 - термометр. 2.2 Порядок выполнения работы 1. Приготовить к работе медный электрод. Электрод зачистить наждачной бумагой, промыть дистиллированной водой и этиловым спиртом, выдержать на воздухе в течение 10-15 минут до полного высыхания. 2. Получить у преподавателя раствор электролита, залить в электрохимическую ячейку. 3. Собрать гальванический элемент, погрузив в раствор хлорида меди заданной концентрации медный и хлорсеребряный электроды таким образом, чтобы нижняя часть (примерно ¾ высоты) электродов была в электролите, а верхняя часть – над поверхностью электролита. 4. Подготовленный гальванический элемент с концентрацией электролита, указанной преподавателем, поместить в термостат, в котором устанавливают температуру 298 К. 5. После достижения указанной температуры элемент включить в измерительную цепь. Равновесную ЭДС определяют «прямым» измерением, подключая элемент к высокоомному ( 10 8 Ом) цифровому вольтметру. Во время измерения ток через гальванический элемент практически не течет, равновесие на электродах не нарушается и измеряется действительно равновесная ЭДС. 6. ЭДС измерять через каждые 5 минут, пока четыре последних измерения не покажут значения, совпадающие в пределах 1 мВ. Измеренные величины заносят в таблицу. Время, мин ЭДС, В 0 5 10 …. …. 7. Разобрать лабораторную установку, навести порядок и сдать рабочее место преподавателю. 3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА 1. Построить график в координатах «ЭДС – время», определить равновесную ЭДС. 2. Используя экспериментально полученное значение равновесной ЭДС по формуле ( 18 ) рассчитать значение γ ± При расчетах использовать следующие значения стандартных потенциалов: - для медного электрода φº Cu2+/Cu = 0,337 В - для хлорсеребряного электрода φº Cl-/AgCl,Ag = 0,212 В 4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ 5.ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ Такие электроды называют обратимыми относительно аниона (в данном случае – относительно Cl - ). |