3.1.2. Порядок выполнения работы

Прежде чем приступить к выполнению работы по определению ЭДС гальванических элементов, необходимо сдать допуск и получить задание у преподавателя – ЭДС каких элементов следует измерить. Пусть требуется измерить ЭДС кадмий-медного элемента при различных концентрациях CdSO₄(m₁), CuSO₄(m₂). Записываем элемент в строку, для этого по таблице стандартных электродных потенциалов (см. приложение) определяем значения потенциалов электродов в гальваническом элементе:

ВВ.

Значит, кадмиевый электрод является отрицательным, медный – положительным:

(-) Cd│CdSO₄││CuSO₄│Cu. (+)(66)

m₁m₂

Затем следует приготовить электроды. Для этого медную и кадмиевую пластинки зачищают мелкой наждачной бумагой. При зачистке медного электрода не употреблять ту наждачную бумагу, которой зачищали кадмиевый или цинковый электроды и наоборот. Промывают электроды дистиллированной водой, затем соответствующим для металла раствором электролита: CuSO₄или CdSO₄. После этого пластинки погружают в специальные сосуды с соответствующими растворами требуемой концентрации. Концы электролитического мостика обмыть дистиллированной водой и ввести в стеклянные электродные сосуды (рис. 8)

1 – стеклянный сосуд с патрубком для соединения с другим электродом; 2 – кадмиевая пластинка; 3 – раствор сульфата кадмия; 4 – медная пластинка; 5 – раствор сульфата меди; 6 – электролитический мостик.

Рис. 8 Схема гальванического элемента

Для измерения ЭДС зажимы от цифрового вольтметра подключают к соответствующим электродам, предварительно зачистив контакты клемм. Если на цифровом табло высветится отрицательное значение ЭДС, необходимо зажимы электродов поменять местами. Занести измеренное значение в таблице 1.

Для расчета теоретических значений ЭДС необходимо воспользоваться уравнением Нернста (20)

или для 298 К уравнением (21)

.

При небольших концентрациях активности ионов (моль/л) можно считать равными концентрациям. В противном случае (если концентрация электролита велика – больше 0,01 моль/л) необходимо рассчитать среднюю ионную активность электролита

, (67)

где - средний ионный коэффициент активности (см. приложение);

- средняя ионная концентрация, она связана с моляльной соотношением

. (68)

где ,- число катионов, анионов, на которое распадается молекула электролита;

- общее число ионов.

В рассматриваемом элементе для обоих электролитов . Значити

(69)

Подобным образом измеряют и рассчитывают ЭДС других элементов. Полученные результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Номер измерения	Гальванический элемент	Eизм., В	Eтеор., В	Относительная ошибка измерения, %
1.	Cd│CdSO4││KCl││CuSO4│Cu m= m=
2.
3.
4.