Лабораторная работа №9. «Бір валентті ионның зарядын өлшеу».

Лабораторная работа №9. «Измерение заряда одновалентного иона»

Цель работы – определение числа фарадея и заряда электрона.

Приборы и принадлежности: источник тока, секундомер электрическая ванна.

Закон электролиза

Если заряд одновалентного иона равен Ze, где е – элементарный заряд, Z – валентность иона или число электронов. Заряд сообщенный электроду

q = n∙Z∙e,                                     (1)

где n – число атомов.

Масса вещества выделившегося на электроде:

М = n∙m,                                      (2)

 где m – масса одного иона.

Используя уровнения (1) и (2) получаем

М=  ∙q.                                 (3)

У любых атомов имеющих одинаковое количество вещества количество атомов будет соответсвенно тоже равны N = N_A,

N_А = 6,023· 10 моль (число Авогадро).

Тогда масса иона:

            m=,                                              (4)

где μ – молярная масса.

Используя уранения (4) и (3) получаем:

М =                                     (5)

Величина

,                                         (6)

Заряд одновалентного иона будет равен абсолютному значению заряду электрона. Поэтому заряд электрона можно высчитать используя уравнение ниже.

е = .                                     (7)

Ход работы:

1. Медную пластину, используемую в качестве катода нужно в течение 10 минут выдержать в электрической печи и взвесить на весах. Полученную массу М₁ нужно записать в таблицу.

2. Катод и анод нужно расположить в электрическую ванну. На отрицательную клемму источника питания нужно подсоединить катод, а на положительную анод.

3. Включите источник тока и секуондомер одномоментно. Пропустите электрический ток через электролит в течение 30 минут.

4. Выключите источник тока и секундомер. Высушите катод в электрической печи и путем взвешивания определите массу М₂. Определите разницу масс М₁–М₂ и запишите в таблицу.

5.  Используя уравнение (7) определите заряд электрона. (m =63,5×10^-3 кг/моль)

Рис. 1

Запишите значения в таблицу ниже.

Теоретические вопросы

1.       Какие проводники называются проводниками первого и второго рода?

................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

2.       Сформулируйте закон электролиза.

................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

3.    Объясните связь между числом Фарадея и электрохимической валентностью веществ? В чем заключается физический смысл числа Фарадея.

................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................   

4. Можно ли определить электрохимическую валентность вещества пропуская через электрическую ванну переменный ток?

................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................

5.   Укажите причины возникновения погрешностей в этой работе.

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................