Лабораторная работа22

Стерлитамакский филиал Уфимского государственного авиационного технического университета.

Кафедра физики

Тема: Определение заряда электрона и числа Фарадея.

Отчет

по лабораторной работе №9

по курсу «Электричество и магнетизм»

Группа:.

Преподаватель:

Допуск	Выполнение	Защита

Стерлитамак 2006

Цель работы: определить заряд электрона и число Фарадея.

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

Ход работы:

1. Разработать методику проведения эксперимента для определения электрохимического эквивалента меди, числа Фарадея и заряда электрона, используя законы Фарадея для электролиза.

2. Вывести расчетные формулы для определения электрохимического эквивалента меди, числа Фарадея и заряда электрона.

3. Нарисовать электрическую цепь для проведения электролиза медного купороса.

4. Собрать электрическую цепь для электролиза медного купороса и показать преподавателю.

5. Провести электролиз медного купороса.

6. Используя данные опыта, рассчитать электрохимический эквивалент меди, число Фарадея и заряд электрона.

7. Рассчитать погрешности измерения.

8. Сделать выводы по результатам эксперимента.

Примечания:

1. Пред работой нужно тщательно зачистить электроды.

2. Ток пропускать в течение 40-50 минут. Сила тока должна быть постоянной и не превышать 1 А.

Основные формулы для расчетов:

где

n⁺ - количество нейтрализовавшихся ионов;

m – масса иона;

е – заряд электрона;

z – валентность иона;

M – выделившиеся масса вещества на электроде;

N_A – число Авогадро;

I – ток при электролизе;

t - время прохождения тока;

A – атомный вес вещества;

k – электрохимический эквивалент вещества;

F – число Фарадея;

- электрохимический эквивалент вещества;

; ; ;

Умножим и разделим на число Авогадро N_A:

;

где - атомный вес вещества; - постоянная величина – число Фарадея;

; – число Фарадея;

Если , то: – заряд электрона;

Вычисления:

Дано	Си	CuSO4 → Cu2+ + SO42-
NA = 6.02*1023
m1 = 36.5 г	36.5 *10-3 кг
m2 = 37 г	36.5 *10-3 кг
I = 0.5A
t = 40 мин.	2400 с
z = 2
Найти:
к - ?, e - ?
F - ?

Вывод: С помощью законов Фарадея установил заряд электрона и число Фарадея. Из объединенного закона Фарадея (m=Aq/(Fz) ) легко понять физический смысл постоянной Фарадея: если m=A/z, то заряд q, прошедший через электролит, равен постоянной Фарадея. Следовательно, постоянная Фарадея численно равна электрическому заряду, при прохождении которого через электролит на электроде выделяется 1 моль одновалентного вещества.

4