Лабораторная работа: «Измерение электрического заряда одновалентного иона»

Лабораторная работа № 9

Тема: «Измерение электрического заряда одновалентного иона»

Цель работы: экспериментально определять заряд электрона в процессе электролиза.

Оборудование: персональный компьютер, методические указания, рабочая тетрадь, электронный ресурс виртуальной лабораторной работы - https://multiring.ru/eor/html/651/content/47871/47871.htm

Ход работы:

Методические указания:

1. Краткое теоретическое описание

Пропуская электрический ток через раствор электролита, например CuSO₄, происходит выделение вещества на электроды. Такое явление называется электролиз. Итак, пронаблюдаем процессы, которые происходят при электролизе. Диссоциация молекул сульфата меди в водном растворе протекает по следующей схеме:

Нейтрализовавшиеся атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде. Пройдя через электролит, масса вещества, выделившиеся на электроде, прямо пропорциональна общему заряду. В 1832 году Майкл Фарадей открыл эту закономерность:

m = kIt                                                               (1)

где:

·              - электрохимический эквивалент вещества, постоянная величина равная отношению массы иона к его заряду

·     n - валентность вещества (меди);

·     М - его молярная масса. Молярная масса меди - 63,5 *10^-3 кг/моль.

             Вследствие этого, закон Фарадея будет таким:

                                                      (2)

             При помощи этого закона (закон Фарадея) вычисляется заряд электрона:

                                                      (3)

             Числом Фарадея назвали произведение заряда электрона на число Авогадро N_A. Электрический заряд, переносимый в количестве 1 моль при электролизе:

F = eN_A                                                             (5)

             Формула 5 и есть число Фарадея.

2. Порядок выполнения работы

             Электрохимический метод позволяет определить заряд электрона при помощи закона электролиза Фарадея. Следуя инструкциям, выполните лабораторную работу.

1. Запустить виртуальную лабораторную установку - https://multiring.ru/eor/html/651/content/47871/47871.htm. Если необходимо, то обнулить данные (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Экспериментальная схема для определения заряда электрона

2. С помощью курсора, перенести катод на весы и взвесить до прохождения тока (m₁, кг). Занести данные в Таблицу 1.

3. Замкнуть ключ. Записать показания амперметра в Таблицу 1.

4. Разомкнуть цепь по истечении 20 мин (это произойдёт автоматически). Записать показания времени на в Таблицу 1.

5. С помощью курсора, перенести электрод на весы и взвесить после электролиза – после прохождения через него электрического тока (m₂, кг). Занести данные в Таблицу 1.

6. Вычислить заряд электрона используя Формулу 6. Полученные результаты и записать в Таблицу1. Все расчеты и вычисления поместить после Таблицы 1.

                                                     (6)

Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений

ВЫЧИСЛЕНИЯ:……

7. Рассчитать относительную погрешность измерения по Формуле 7 зная, что истинное значение заряда электрона е=1,6*10^-19 Кл:

                                         (7)

3. Вывод:...

Прикрепить выполненную работу к порталу

Скачано с www.znanio.ru