Лабораторная работа: Лабораторні роботи з фізики

Реостат з ковзним контактом;

Наждачний і фільтрувальний папір;

Вмикач;

Сушильна камера (електроплитка);

З’єднувальні провідники - 5 шт.;

Загальні теоретичні положення

Електричний струм у електролітах (розчинах солей, кислот у воді, …) – це впорядкований рух позитивних і негативних іонів під дією електричного поля. Іони, що є у електроліті, – це вільні заряджені частинки, які утворюються при дисоціації (розпаду на частини) молекул цього розчину.

Металеві провідники, що занурені у електроліт називають електродами. Електрод, на який від джерела струму подається негативний потенціал, називається катодом, а якщо подається позитивний потенціал – анодом.

Коли є електричний струм у електроліті, позитивні іони (катіони) рухаються до негативного електрода (катода), а негативні іони (аніони) – до позитивного електрода (анода).

Проходження електричного струму через електроліти, яке супроводжується хімічним перетворенням речовини і виділенням його на електродах, називається електролізом.

При доторканні одного іона до електрода передається заряд (n·e) між іоном і електродом, іон перетворюється на нейтральний атом масою (m0), який потім осідає на електроді. Отже, при проходженні через розчин заряду (q), на електроді осідають атоми, загальною масою (m). Маємо звичайну пропорцію, яку поступово модернізуємо:

(1)

Згідно до закону Фарадея для електролізу:

, (2)

де m – маса речовини, що виділилася при електролізі на катоді, кг;

М – молярна маса міді (Cu), кг/моль;

q – заряд, Кл;

n– валентність міді (Cu);

e – заряд електрона, eтабл. = 1,6022·10 - 19 Кл;

Na – стала Авогадро, Na = 6,022 · 1023 моль-1;

m1 – маса електрода до електролізу, кг;

m2 – маса електрода після електролізу, кг.

Щоб визначити масу міді, яка виділилася на катоді при електролізі, його зважують до і після виконання досліду (відповідно m1 і m2). Тому m = m2 - m1 і формула для визначення заряду електрона матиме вигляд:

(3)

Порядок виконання роботи

4.1. Зважте мідний катод (m1), заздалегідь зробивши на його верхній частині позначку, щоб надалі не переплутати його з мідним анодом.

Укріпити електроди в тримачі і не вставляючи електроди в ванну з розчином, складіть електричне коло (згідно з малюнком 1). Перевірте надійність електричних контактів, правильність підключення амперметра.

Малюнок 1 – Електросхема дослідної установки