Хід виконання роботи

Перед початком експерименту катод (тонша мідна пластинка) зачищають наждаковим папером, промивають дистильованою водою, висушують на повітрі (можна промокнути фільтрувальним папером) і зважують на аналітичних терезах g₁ = _______ г. Перед зануренням електродів у розчин, вимірюють площу однієї сторони зануреної частини катода S = _____ см² і розраховують силу струму (I = i ∙ S ), яка необхідна для того, щоб катодна густина струму становила 10 - 20 (при більшій густині струму осад міді погано утримується на катоді і може осипатися, зменшуючи катодну масу), I = _____ А.

До джерела постійного струму послідовно підключають амперметр, газовий кулонометр (задача 2) і електролізер (катод під’єднують до кулонометра, анод – джерела постійного струму). За допомогою останнього встановлюють розраховану силу струму (знаходиться в межах 0,35 - 0,5 А) і підтримують її постійною впродовж всього досліду. Електроліз проводять 0,5 - 1 годину (за вказівкою викладача), при цьому точно фіксують час його початку і кінця: початок _____ год. ____ хв., кінець _____ год. ____ хв., тривалість τ = ____ год. Після вимкнення струму катод промивають водою, висушують і зважують g₂ = _______ г .

Обробка експериментальних даних

Розраховують масу отриманої міді g_пр. = g₂ – g₁ =______ г. Теоретичну масу міді g_теор. розраховують за рівнянням (14.1).

g_теор. = _________ г.

Вихід за струмом В_С визначають за співвідношенням (14.3).

В_С = _____%.

Товщину мідного покриття визначають як:

см, мкм,

(14.4)

де g₂, g₁ – маси катода після і до електролізу, відповідно, г; ρ = 8,9 − густина міді; S – площа покриття, см².

l = ______ мкм.

Задача 2. Електроліз води

Хід виконання роботи

Складають прилад, як показано на рис. 11. Евдіометр перед початком експерименту наповнюють до краю водою, перевертають, занурюють у ванну з водою і закріплюють у штативі. До джерела постійного струму послідовно підключають амперметр, газовий кулонометр і електролізер (задача 1). За допомогою джерела постійного струму встановлюють розраховану силу струму I = _____ А і записують час початку електролізу _____ год. ____ хв. Після виділення 100 - 150 см³ газу (за вказівкою викладача) вимикають струм і записують час припинення електролізу _____ год. ____ хв., тривалість τ = ____ год. Визначають об’єм газу V = ____ см³ в евдіометрі 4 та різницю рівнів води Н = ____ мм в евдіометрі і у ванні 5 (рис. 11).

Обробка експериментальних даних

За барометром визначають тиск в лабораторії

Р_бар. = _____ мм. рт. ст.,

за термометром – температуру в лабораторії t = ___ ⁰С.

Розраховують тиск газу в евдіометрі Р_евд. за рівнянням:

,

(14.5)

де Р_бар. – барометричний (атмосферний) тиск, мм. рт. ст.; Н – різниця рівнів води в евдіометрі 4 і у ванні 5, мм (рис. 11); В – тиск насиченої водяної пари при температурі досліду, мм. рт. ст. (табл. 14.1).

Таблиця 14.1 – Тиск насиченої водяної пари при різних температурах

В, мм. рт. ст.	12,8	15,5	16,5	17,5	18,7	19,8	21,1	22,4	23,7
t, 0С	15	18	19	20	21	22	23	24	25

Р_евд. = _______ мм. рт. ст.

Об’єм практично одержаного газу приводять до нормальних умов:

см3,

(14.6)

де V, Р_евд., t – відповідно об’єм, тиск та температура газу в евдіометрі, остання приймається рівною температурі в лабораторії (записана вище).

= ______ см³.

Оскільки внаслідок пропускання 2∙F (2 · 26,8 А·год) електрики виділяється за нормальних умов 33600 мл гримучого газу, то теоретичний об’єм газу , що повинен виділитися в цьому експерименті, розраховують таким чином:

см3,

(14.7)

де I – сила струму, А; τ – тривалість електролізу, год.

= _______ см³.

Вихід за струмом в цьому випадку визначається як:

%.

В_С = ______%.

Пишуть загальний висновок щодо проведеної роботи.

Контрольні запитання

1. Що називається електролізом? Які процеси перебігають при електролізі на катоді та аноді?

2. Сформулюйте закони Фарадея.

3. Як розрахувати масу речовини, що перетворюється при електролізі на катоді або аноді?

4. Що називається виходом за струмом?

5. Які процеси перебігають на електродах при електролізі водного розчину сульфату міді з мідними електродами.

6. Від чого залежить швидкість електролізу? Як при цьому розрахувати силу струму?

7. Чому при електролізі води використовують розчин лугу? Які процеси перебігають на електродах? Запишіть сумарну реакцію процесу.

ЛІТЕРАТУРА: 2, с. 135 - 136; 3, с. 433 - 436; 5, с. 28, 433 - 436.