Galvaanielementide elektromotoorjõu ja elektronpotentsiaalide määramine (0)

TTÜ
Materjaliteaduse instituut
füüsikalise keemia õppetool
Töö nr
18f
Töö pealkiri
Galvaanielementide elektromotoorjõu ja elektronpotentsiaalide määramine
Üliõpilase nimi ja eesnimi
Reimann Liina
Õpperühm
KATB41
Töö teostamise
kuupäev:
04.03.2015
Kontrollitud:
Arvestatud:

Tööülesanne

Valmistada galvaanielement ja mõõta selle elektromotoorjõudu. Mõõta ka kummagi elektroodi potentsiaalid võrdluselektroodi, hõbe -hõbekloriidelektroodi, suhtes. Mõõdetud suurusi tuleb võrrelda Nernsti valemi põhjal arvutatud teoreetiliste väärtustega.

Aparatuur

Koostatakse vastavalt joonisel 17 näidatud skeemile. See koosneb järgmistest osadest:
1) uuritav galvaanielement,
2) võrdluselektrood (kas kalomel- või hõbe-hõbekloriidelektrood)
3) voltmeeter .
Emj. mõõtmiseks kasutatakse suure sisetakistusega (108 — 109Ω ) numbrilise näiduga voltmeetrit, kuna seda läbib üliväike vool.

Katse käik

Valmistasin galvaanielemendi Cd/CdSO4/KCl/CuCl2/Cu .Selleks valasin elektroodinõudesse umbes 30 ml nõutava kontsentratsiooniga lahust, (CdSO4 0,01m ja CuCl2 0,05m), kuhu sisse paigutasin elektroodid.
Elektroodide vahele asetasin KCl vahelahuse ja ühendasin lahused omavahel elektrolüütiliste sildadega. Voltmeetrilt lugesin elektromotoorjõu näidud esialgsele galvaanielemendile ning galvaanielementidele, mis koosnesid ühest uuritavast elektroodist ja hõbehõbekloriidelektroodist (võrdluselektroodist).
Katseandmed esitatakse järgmiselt.
Katse temperatuur 25 °C.
A. Elektromotoorjõu mõõtmine
Element
Emõõdet
E´arv =φ(+) mõõdet – φ(-)mõõdet
E´´arv = φ(+)teor – φ(-)teor
Näiteks
Cd/CdSO4//KCl//AgCl/Ag
0,1m 0,05m
0,737V
0,724 V
0,7663V
φ(+)mõõdet ja φ(-)mõõdet võetakse tabelist B
φ(+)teor ja φ(-)teor võetakse tabelist C
B. Elektroodide potentsiaalide mõõtmine
Jrk. nr.
Element
E´mõõdet
φmõõdet=φAg/AgCl/KCl±E´mõõdet
φmõõdet – φteor
1
Cd/CdSO4//KCl//AgCl/Ag
0,653V
-0,440
0,
2
Ag/AgCl//KCl/CuCl2/Cu
0,083V
0,284
Ag/AgCl/KCl = 0,199 V
C. Elektroodide potentsiaalide arvutus
Jrk.nr.
Elektrood
Molaalsus
m
Aktiivsustegur
γ±
Aktiivsus
a±
Normaalpotentsiaal
φ0
φteor
1
Cd/Cd2+
0,1
0,206
0, 0206
-0,403
-0,4527V
2
Cu/Cu2+
0,05
0,508
0,0403
0,337
0,2958V
Aktiivsusteguri γ leidsin käsiraamatust.
Aktiivsuse saab arvutada valemi
kohaselt.
Normaalpotentsiaal ϕ0 on leitav käsiraamatust.
φteoreetiline leitakse valemiga .
Seega
Leian Cu2+ aktiivsuse uuesti valemi järgi

Katseviga

Järeldus

Võrreldes käsiraamatu tulemustega on mõõdetud tulemustega vead üsna väiksed. Katseid võib lugeda õnnestunuks.