Пр.8 Физика 1 курс. пр 8. Определение заряда электрона. Электролиз

• Название: Определение заряда электрона. Электролиз
• Анкор: Пр.8 Физика 1 курс
• Дата: 09.06.2021
• Размер: 144.04 Kb.
• Имя файла: пр 8.docx
• Тип: Занятие; #215711

Практическое занятие № 8

Тема : Определение заряда электрона. Электролиз.

Цель работы: научиться определять заряд электрона экспериментальным путем.

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

Теория

Пропуская электрический ток через раствор электролита, например CuSO₄ , 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

CuSO₄


4


Cu^2SO^2

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.

k ^

neNa

mkIt^, где

• 
  электрохимический эквивалент вещества, постоянная величина
  

^{равная отношению массы иона к его заряду, где} n^{- валентность вещества, }

• 
  его молярная масса. Молярная масса меди
  

63,510^3

кг/моль.

Вследствие этого, закон Фарадея будет таким:

m ^

neNa

It. При помощи

этого закона (закон Фарадея) вычисляется заряд электрона.

Числом Фарадея назвали произведение заряда электрона на число ^{Авогадро} Na^{. Электрический заряд, переносимый в количестве 1 моль при}

e _^ It.

mnNa

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

1. 
   Запустить виртуальную лабораторную установку. Если необходимо, то обнулите данные.
   
2. 
   С помощью курсора, перенести медный электрод на весы и взвесить их.
   
3. 
   Изучить собранную цепь, которая соединяет последовательно батарею, амперметр, реостат, сосуд с раствором сульфата меди (медного купороса), ключ, по рисунку 1.
   
4. 
   За 15 минут, нужно сделать электролиз медного купороса. С помощью реостата, поддерживать силу тока 1 А неизменной.
   
5. 
   Выключите ток, выньте и обсушите электроды над электрической плиткой.
   

Рис. 1

3. 
   Еще раз взвесить электроды. Узнать массу вещества, выделившегося на катоде ( mm₂ m₁ ).
   

Таблица1

m1 , кг	m2 , кг	m, кг	t, с	I, А	, кг/моль	n	NA, моль-1	eэксп, Кл	F, кл/моль	k, кг/Кл

7. 
   Благодаря полученным данным из опыта, вычислить, заряд электрона, число Фарадея и электрохимический эквивалент меди.
   

7. 
   Рассчитать погрешности измерения заряда e:
   

Максимальные относительная и абсолютная погрешности измерения заряда электрона определяются по формулам:

ε_е = 2Δm/m₂ -m₁ +ΔI / I + Δt / t

Δe = e_эксп * ε_е

Δm	m2 -m1	ΔI	I	Δt	t	εе	Δe

Ответить на вопросы

1. 
   Каким типом проводимости обладают электролиты
   

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. 
   В чем заключается существенное отличие проводимости электролитов от проводимости металлических проводников
   

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. 
   Что представляет собой явление электролиза
   

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. 
   Сформулируйте законы электролиза.
   

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. 
   Можно ли определить электрохимический эквивалент, если через ванну пропускать переменный ток
   

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________