Определение электрохимического эквивалента вещества, заряда иона и числа Фарадея: Методическое пособие к лабораторной работе № 8, страница 4

где  С – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех химических элементов. Обычно вместо коэффициента  С  вводят величину ему обратную  C = 1 / F . Тогда второй закон Фарадея имеет вид

Из этой формулы становится понятным и смысл числа Фара-дея: число Фарадея  F  численно равно количеству элект-ричества Q , при прохождении которого через электролит, на электроде выделяется один грамм-эквивалент вещества. Опыт показывает, что число Фарадея  F =96494 Кл / г-экв .

Законы Фарадея позволяют определить заряд иона. Количес-тво атомов  в грамм-эквиваленте зависит от валентности эле-мента и, очевидно, равно

где  N – число Авогадро. Таким образом, выделение каждого ато-ма связано с прохождением через электролит количества электри-чества

По ионной теории проводимости электролитов прохождение тока через электролит сводится к передвижению ионов. Отсюда вытекает, что ион каждого элемента несёт заряд  q , пропорцио-нальный валентности элемента  Z. Наименьший заряд иона, соот-ветствует заряду одновалентного иона  ( Z = 1 ) , отсюда, заряд электрона

 

Лабораторная работа №8

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕС-КОГО  ЭКВИВАЛЕНТА ВЕЩЕСТВА,

ЗАРЯДА ИОНА И ЧИСЛА ФАРАДЕЯ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ  состоит в ознакомлении с явлением электролиза, определении электрохимического эквивалента меди, заряда двухвале-нтного иона и числа Фарадея.

ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ:  1) электролитическая ванна с мед-ными электродами и раствором медного купороса; 2) аналитические весы с разновесами; 3) источник постоянного тока (выпрямитель      В-24); 4) амперметр; 5) часы с минутной стрелкой; 6) электроплитка для сушки электродов; 7) соединительные провода.

УПРАЖНЕНИЕ 1. Определение электрохимического экви-валента меди.

·  Для расчёта электрохимического эквивалента вещества используется формула

где  М₁ – масса катода до электролиза,

        М₂ – масса катода после электролиза.

·  Взвесить сухой катод и найти его массу в миллиграммах.

·  Собрать рабочую схему в соответствии с РИС.3 строго соблю-дая полярность подключения электродов и показать её преподавателю.

·  Вставив в электролитичес-кую ванну запасной катод, включить источник тока и с помощью регулятора установить в цепи ток 750 мА.

·  Оставив регулятор в установ-ленном положении, выключить ток в цепи и установить в ванну контрольный (взвешенный на аналитических весах сухой электрод) катод.

·  Включить электрическую цепь и одновременно засечь время. Максимально быстро с помощью регулятора откорректиро-вать ток 750 мА  и в процессе электролиза поддерживать его постоянным.

·  Время электролиза выбрать в пределах 40-50 минут.

·  По окончании электролиза одновременно выключить ток и засечь время электролиза.

·  Вынуть из ванны катод , отряхнуть его от электролита (выти-рать не следует из-за малой прочности осадка) и высушить на электроплитке.

·  Вновь взвесить катод и определить массу выделившейся меди в миллиграммах.

·  По полученным данным рассчитать электрохимический экви-валент меди в  мг / Кл .

УПРАЖНЕНИЕ 2.

По найденному в упражнении 1 электрохимическому экви-валенту меди рассчитать:

1.  Число Фарадея.

2.  Заряд двухвалентного иона.

3.  Элементарный заряд.

4.  Проведите оценку полученных результатов.

По результатам выполненных упражнений оформите письменный отчёт и защитите его у преподавателя.