При заполнении ячейки растворами следует обратить внимание на то, чтобы место припоя провода к пластинке металла не было погружено в раствор, а уровни жидкости в стаканчиках были одинаковыми. Солевые мостики 1 и 2 заполнены насыщенным раствором хлористого калия. Концентрация раствора CuSO4 и ZnSO4 дается преподавателем.

Для установления равновесия собранную ячейку выдерживают в течение 3-5минут, затем замеряют ЭДС с помощью высокоомного милливольтметра, присоединяя концы проводов к клеммам прибора. При этом медный электрод присоединяют к (+) клемме прибора, а цинковый электрод к (-) клемме прибора. Записывают измеренную величину ЭДС элемента.

Обработка результатов эксперимента. Полученные эксперимен-

тальные данные записывают в табл.1, в колонку Еопытное.

Найденное опытное значение ЭДС сравнивают с теоретическим значением. Теоретическое значение ЭДС элемента рассчитывают по уравнению (9). Активность ионов в растворе электролита равна

где с – концентрация ионов, моль/л; γ – коэффициент активности ионов.

Значения коэффициентов активности ионов Zn2+ и Cu2+ при разных концентрациях приведены в табл.2.

Для промежуточных концентраций значения γ находят интерполяцией. Например, нужно найти коэффициент активности γ ионов Zn2+ в 0,3м растворе ZnSO4. В таблице даны концентрации 0,2 и 0,5. Считаем, что в этом интервале функция γ=f(c) является линейной. Тогда на интервал

∆с = 0,5 - 0,2 = 0,3 приходится ∆γ = 0,104 - 0,063 = 0,041. Следовательно,

38

на ∆с = 0,1 приходится ∆γ = 0,0413 = 0,014 . Таким образом, в 0,3м растворе

ZnSO4 коэффициент активности γZn 2+ = 0,104 - 0,014 = 0,090.

Максимальную полезную работу элементов Амах опытное и Амах теоретическое находят, подставляя в уравнение (10) соответственно значение ЭДС, найденное экспериментально (Еопытное) и вычисленное теоретиче-

ски (Етеоретическое). Полученные значения Амах опытное и Амах теоретическое записывают в соответствующие колонки (табл.1).

Абсолютная ошибка Е находится как разность между опытным и теоретическим значениями, т.е.

∆Е = ± (Еопытное – Етеоретическое)

Относительная ошибка представляет собой отношение абсолютной ошибки эксперимента к теоретическому значению данной величины, выражается в процентах, т.е.

На основании проведенного эксперимента сделать вывод о точности измерения и о влиянии концентрации растворов электролитов CuSO4 и ZnSO4 на величину ЭДС элемента.

Вопросы к защите работы.

1.Написать равновесные процессы, устанавливающиеся на приведенных ниже электродах: Fe/FeSO4; Ag/AgNO3; Ni/NiCl2.

2.Написать формулу Нернста для расчета потенциалов этих электродов. Рассчитать потенциалы в 0,1М растворах соответствующих солей (коэффициент активности ионов принять за 1).

3.Записать гальванические элементы, составленные из:

•железного и никелевого электродов

•серебряного и никелевого электродов

•железного и никелевого электродов

Написать электрохимические реакции, протекающие в этих элементах.

4.Что такое солевые мостики? Почему необходим промежуточный раствор KCl? Можно ли использовать другие соли в качестве промежуточного раствора?

5.Рассчитать ЭДС гальванических элементов, приведенных в вопросе 3, в 0,01М растворах соответствующих солей.

6.Найти максимальную полезную работу этих элементов при стандартных условиях.

39