Работа 1 Определение чисел переноса ионов

В РАСТВОРЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Для измерения количества электричества, прошедшего через электролит, можно использовать:

1 медный кулонометр;

2 амперметр и секундомер;

3 стационарный кулонометр.

Подготовка медного кулонометра

Медный кулонометр состоит из медных электродов, погруженных в раствор сульфата меди (II).

При прохождении электрического тока происходит электролиз раствора сульфата меди – на катоде в результате электролиза медь осаждается, а анод растворяется.

Следовательно, на границе электрод-электролит протекают процессы:

Cu²⁺ + 2 e ^- ® Cu

Cu – 2 e ^- ® Cu²⁺ (27)

Количество протекающего электричества (Q, Кл) рассчитывают, исходя из формулы (5), измерив увеличение массы электрода-катода за счет выделившейся на нем меди (m (Cu), г):

, Кл. (28)

Подготовка катода

Если медные электроды более месяца не использовали, то их предварительно зачищают наждачной бумагой, затем катод покрывают слоем меди электролизом. Постоянно использующийся в работе катод достаточно покрыть слоем меди.

Собирают установку для электролиза (рисунок 1.1).

В электролизер кулонометра наливают раствор сульфата меди до метки. Устанавливают в него два медных электрода и подключают их к источнику постоянного электрического тока. Устанавливают напряжение 3 В и силу тока 40 мА.

Рисунок 1.1 – Схема установки для покрытия медного электрода медью

Включают источник постоянного электрического тока и пропускают электрический ток через раствор в течение 10 минут.

Выключают источник тока.

Вынимают катод из электролизера, обмывают его дистиллированной водой, затем небольшим объемом этилового спирта, высушивают в сушильном шкафу при Т» 60 °С, охлаждают и взвешивают на аналитических весах. Операции высушивания и взвешивания нужно проводить быстро, чтобы избежать окисления свежеосажденного слоя меди. Взвешенный катод помещают в электролизер кулонометра, который включают в цепь последовательно с электролизером, содержащим раствор серной кислоты.