Порядок выполнения работы
Приборы и реактивы: иономер, железная, никелевая, цинковая и медная пластины; химические стаканы вместимостью 100 см3, наждачная бумага, фильтровальная бумага, растворы FeSO4, NiSO4, ZnSO4 и CuSO4 с концентрациями: 0,1 М, 0,25 М, 0,5 М, 1 М; солевой мостик, заполненный насыщенным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром.
Х о д р а б о т ы
1. Получить у преподавателя задание, в котором указаны виды металлов и значения концентраций растворов МеSO4 и CuSO4 для измерения ЭДС трёх гальванических элементов (одна концентрация для МеSO4 и три концентрации для CuSO4 или наоборот).
2. Пластинки металлов зачистить наждачной бумагой, промыть дистиллированной водой и просушить фильтровальной бумагой.
3. Пластину, изготовленную из меди присоединить к клемме «Всп.», а другую пластину присоединить к клемме «Изм.» иономера в режиме работы потенциометра.
4. В четыре стакана емкостью 100 см3 налить по 50 см3 растворов солей, укзанных преподавателем в задании.
5. В стакан с раствором МеSO4 (с наименьшей концентрацией, если она варьируется) поместить пластинку соответствующео металла, в стакан с раствором CuSO4 (с наименьшей концентрацией, если она варьируется) поместить медную пластинку.
6. Включить прибор и замкнуть цепь, поместив в растворы солевой мостик.
7. Снять показания ЭДС с прибора, данные занести в табл. 1.
8. Меняя концентрацию раствора соответсвующей соли на большую, произвести измерения ЭДС для двух других растворов. Данные также занести в табл. 1.
Таблица 1
Экспериментальные и расчетные данные
|
№ ГЭ |
Концентрация ионов металла в растворе [Me2+], моль/дм3 |
Теоретическое значение электродного потенциала Е |
Значение ЭДС гальванического элемента ΔЕ, В |
П,% |
|||
|
Теоретическое ΔЕтеор, В |
Экспериментальное ΔЕэксп, В |
||||||
|
Me2+ |
Cu2+ |
Е |
Е |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
В
Обработка экспериментальных данных
1. Запишите процессы, протекающие на электродах, токообразующую реакцию и схему изучаемого гальванического элемента.
2. По уравнению (7) рассчитайте теоретические значения электродных потенциалов для всех концентраций, указанных преподавателем в задании.
3. Вычислите теоретические значения ЭДС для каждого случая по формуле (4).
4. Оцените относительную погрешность определения ЭДС для каждого опыта по формуле
П =
.
5. Результаты расчетов занесите в табл. 1.
6. Заполните метрологическую карту средств измерения (см. прил. 2) и сформулируйте выводы.
Контрольные задания Вариант 1
1. Гальванический элемент состоит из металлического цинка, погруженного в 0,1 М раствор нитрата цинка и металлического свинца, погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислите ЭДС элемента.
2. Определите значение электродного потенциала меди, помещенного в 0,0005 н раствор нитрата меди (II).