Хід роботи

1. Ознайомитися з установкою, вивчити призначення клем.

1. Зібрати схему для дослідження прямого струму (мал.3,А). Доповісти керівникові заняття.

2. Змінюючи напругу джерела струму від 0 до 6В, зняти залежність прямого струму від напруги. дані занести в таблицю 1.

3. Зібрати схему для дослідження зворотного струму (мал.3,Б). Доповісти керівникові заняття.

4. Змінюючи напругу від 0 до 10В, зняти залежність зворотного струму від напруги. результати занести в таблицю 1.

5. Зобразити графічно на міліметровому папері результати пунктів 3, 5 в одній системі координат.

6. Визначити коефіцієнт випрямлення діоду.

7. Розібрати схему здати робоче місце керівникові заняття.

Таблиця 1

№	Uпр, В	Iпр, mА	Uзв, В	Iзв, µА
1.
2.

Контрольні питання:

1. Причини утворення р-п переходу.

2. Прямий і зворотній струми.

3. Застосування напівпровідників.

Література:

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальна фізика. електрика і магнетизм. К.: Вища школа. – 1990.

2. Савельєв І.В. курс загальної фізики. т.ІІ. М.: Наука. – 1973.

3. Калашников С.В. Електрика. М.: Освіта. – 1970.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

ТЕМА: Експериментальна перевірка законів Фарадея для електролізу

Мета роботи: Експериментально визначити електрохімічний еквівалент міді. По одержаним даним, розрахувати постійну Фарадея та заряд електрону.

Прилади та матеріали: Мідні електроди, амперметр 3-5А, реостат до 50 Ом. акумулятор 6 В, секундомір, електролітична ванна з розчином мідного купоросу, терези, важки, шкурка, фільтруючий папір, лінійка.

Теоретичні відомості

При розчиненні у воді деяких речовин, внаслідок взаємодії води з молекулами речовини, сильно послаблюються вили електростатичного зв'язку між окремими атомами в молекулі розчиненої речовини.

Послаблення призводить до того, що енергія теплового руху молекул води стає достатньою для руйнування цільної електронейтральної молекули речовини на дві та більше заряджених частин (іонів). Такий процес одержав назву електролітичної дисоціації.

Наприклад: NaCl = Na + Cl

Двохстороння стрілка означає. що поряд з дисоціацією в розчинах завжди має місце процес злиття двох іонів в нейтральну молекулу - асоціація. Розчин, в якому пройшла дисоціація називається електролітом. Іони в електролітах можуть бути носіями електричного заряду.

Розглянемо процес проходження електричного струму через електроліт. Внаслідок взаємодії електричного поля зовнішнього джерела іони почнуть упорядковано рухатися. Позитивні іони (катіони) почнуть рухатися до негативного полюсу джерела - до катоду. а негативні іони (аніони) - до аноду.

Нехай протягом деякого часу t на катод осіло N іонів. Це приводить до збільшення маси катода на m.

m = m₀N (1)

де m₀ - маса 1-го катіона

При цьому буде переноситись заряд

Q = q₀N (2)

де q₀ - заряд 1-го катіона.

Знаючи, що q₀=Ze, Q = ZeN , де Z - валенттність катіона, е - заряд електрона.

Поділивши (1) на (2), одержимо:

де А - атомна маса, N_A - число Авогадро.

Величина постійна для кожної речовини, називається електрохімічним еквівалентом речовини. Тоді .

Таким чином, одержуємо перший закон Фарадея для електролізу: маса речовини, що виділяється не електроді, пропорційна величині заряду, що пройшов через електроліт.

Електрохімічний еквівалент k може бути розрахований за формулою:

Як правило, m виражають в міліграмах. І в Амперах, а t - в секундах.

Тоді електрохімічний еквівалент вимірюється в мг/Кл.

З формули (3) знаходимо: (4).

Величину називають хімічним еквівалентом речовини.

Хімічний еквівалент - величинa, яка чисельно рівна масі даної речовини в грамах, яка замінює в хімічних з'єднаннях 1,0078 г водню.

Число грамів речовини складає грам-еквівалент цієї речовини. Із рівності (4) випливає, що хімічні еквіваленти речовини пропорційні їх електрохімічним еквівалентам (другий закон Фарадея).

Якщо взяти то .

Число Фарадея (F) показує, який заряд необхідно пропустити через електроліт, щоб на електроді виділився один грам-еквівалент речовини. Чисельно він дорівнює заряду числа Авогадро одновалентних іонів.

Заряд одновалентного іона чисельно дорівнює заряду електрона. Tаким чином, заряд електрона можна розрахувати за формулою: