Используемое оборудование

В

Рис. 3.2

данной работе ЭДС измеряется с помощью потенциометра Р 307 или высокоомного вольтметра, в качестве которого используется рН-метр. П анель потенциометра Р 307 изображена на рис. 3.2. К клеммам «Б» подключается внешний источник тока, создающий на резисторах декад компенсирующее напряжение. В качестве такого источника рабочего тока потенциометра используется стабилизатор П 36-1. Клеммы «НЭ» служат для присоединения элемента Вестона, клеммы «Г» – для гальванометра. В качестве последнего в данной работе при допустимой погрешности измерения 0,1 мВ, можно использовать стрелочный или зеркальный гальванометр с чувствительностью не ниже 10^–6 А/деление или рН-метр в режиме нуль-инстру­мента. К клеммам «Х₁» или «Х₂» присоединяется исследуемая электрохимическая цепь, ЭДС которой необходимо измерить.

Род работы (установка рабочего тока или измерение ЭДС) выбирается переключателем 1, рабочий ток подбирается регуляторами 2 «Грубо» и «Тонко». Точная величина ЭДС нормального элемента устанавливается переключателем 7. Кнопки 4 и 5 служат для включения нормального или исследуемого элемента в измерительную цепь, причём кнопка 4 «470 кОм» служит для ограничения тока в начале процесса компенсации, когда ЭДС и компенсирующее напряжение сильно различаются. Кнопку 5 «0» следует нажимать только после компенсации ЭДС с помощью кнопки 4.

Внешний вид рН-метров, конструкция и расположение органов управления различаются. Но в любом случае режим работы рН-метра в качестве высокоомного вольтметра устанавливается переключателем «mV». Один электрод электрохимической цепи подключается к гнёздам «ВСП» или «Эл. Ср», а второй электрод - к клемме «Раб. Эл». Если электрохимическая цепь подключается к рН-метру с помощью коаксиального кабеля с центральным проводником и оплёткой, то один из электродов присоединяется к центральному проводнику, другой - к оплётке.

Процесс измерения ЭДС аналогичен измерению рН. Всегда сначала должен быть включён диапазон измерений «–1÷14», которому соответствует нижняя шкала. Если стрелка зашкаливает влево, необходимо сменить знак измеряемой величины переключателем «mV». Отсчитанное число следует умножить на 100, при этом получится величина ЭДС в милливольтах, имеющая сравнительно высокую погрешность. Для получения более точной величины необходимо выбрать более узкий диапазон, в который попадает измеренная величина, и произвести отсчёт показания в этом диапазоне. Знак перед надписью «mV» у переключателя рода работ указывает на знак электрода, подключённого к гнезду «Раб. Эл» или к центральному проводнику коаксиального кабеля.

Например, при измерении ЭДС элемента Даниэля, подключённого к рН-метру, переключатель рода работ оказался в положении “–mV”. Отсчёт по нижней шкале даёт значение 11,0, попадающее в диапазон “9÷14”, после выбора которого переключателем стрелка остановилась на величине 10,93. Умножив последнее число на 100, получаем для ЭДС значение 1093 мВ = 1,093 В. Поскольку к центральному проводнику кабеля подключён цинковый электрод, он является отрицательным электродом – анодом.

По своей конструкции электроды сильно различаются, причём это различие в первую очередь определяется типом электрода.

В качестве электрода сравнения в подавляющем большинстве случаев применяется насыщенный хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1М3, электродный потенциал которого равен 0,201±0,001 В.