Електрохімічний ряд напруг металів із різниць потенціалів напівелементів з Cobra SMARTsense

Схема досліду

Відкриття й подальший розвиток так званих гальванічних елементів, відоміших як батареї, мають для людини велике значення. Вони уможливлюють мобільне живлення численних електроприладів і таким чином вирішально формують наш сьогоднішній рівень життя.
Через комбінування різних напівелементів у гальванічні комірки виникають різні постійні напруги. Ці різниці напруг дозволяють розташувати метали в певній послідовності – електрохімічному ряду напруг. Знання цієї послідовності дає змогу визначати різниці потенціалів між металами також опосередковано, без потреби в прямому вимірюванні.

Попередні знання

Учні вже мають попрацювати з гальванічними елементами (елементом Даніеля) в теорії та на практиці. Крім того, вони вже мають базово розуміти ряди напруг в електрохімії.

Принцип

Комбінування різних напівелементів у гальванічні комірки веде до різних постійних напруг. Зважаючи на ці різниці напруг, метали можна розташувати в певній послідовності в електрохімічний ряд напруг.

Навчальна мета

У ході досліду учні мають ознайомитися з «електрохімічним рядом напруг» металів і навчитися оцінювати, який метал «благородніший», а який «неблагородніший».

Завдання

Учні мають скласти 4 різні напівелементи з , , і . Вони мають попарно комбінувати напівелементи в гальванічні комірки й вимірювати одержані постійні напруги. Після цього метали можна впорядкувати за їхнім електрохімічним потенціалом на підставі напруг.

• Для цього досліду діють загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.
• Під час досліду всі присутні в приміщенні особи мають носити захисні окуляри!
• Свинець і плюмбум нітрат отруйні при вдиханні та проковтуванні, при цьому існує небезпека кумулятивної дії. Вони можуть також усмоктуватися через шкіру. Уникати будь-якого контакту хімічних речовин з очима та шкірою.
• Щодо H- і P-фраз, будь ласка, звертайтеся до паспорта безпеки відповідної хімічної речовини.

Схема досліду

Значною віхою для людства стало відкриття й подальший розвиток так званих гальванічних елементів, відоміших як батареї.

Через комбінування різних напівелементів виникають гальванічні комірки, що створюють різні постійні напруги. Ці різниці напругдають змогу розташувати метали відповідно до їхньої електрохімічної поведінки в певній послідовності - так званому електрохімічному ряду напруг.
Знання цієї послідовності, а також різниць потенціалів, що з неї випливають, дозволяє визначати напруги між металами також опосередковано, без потреби в прямому вимірюванні.

Як можна впорядкувати метали за їхнім електрохімічним потенціалом?

1. Склади по 4 напівелементи: , , ,

2. Скомбінуй напівелементи попарно в гальванічні комірки (загалом 6 комбінацій).

3. Виміряй одержані постійні напруги.

4. Упорядкуй метали на підставі напруг за їхнім електрохімічним потенціалом (від найнеблагороднішого до найблагороднішого металу).

iOS

Android

Windows

Наповни вимірювальні комірки 1-4 відповідними розчинами солей металів (див. малюнок).

Накрий кожну вимірювальну комірку кришкою.

Придивись до електродів: якщо метал окиснився під час зберігання, візьми шматок шліфувального паперу, щоб зняти оксидний шар. У жодному разі не зі свинцевим електродом!

Потім встав зазначені металеві електроди у відповідні вимірювальні комірки: цинк, мідь, срібло і свинець.

Примітка: срібний електрод вирізають із пластини за розміром інших електродів.

• Запусти measureAPP на мобільному пристрої.
• Натисни на датчику кнопку «Пуск» приблизно на 3 секунди.
• Приєднай датчик, торкнувшись поряд з описом датчика в measureAPP.
• Налаштуй показ виміряних значень, торкнувшись над діаграмою.

Зважай далі на колір з'єднань: синій (мінус-полюс) завжди до синього (чорного), а червоний (плюс-полюс) завжди до червоного!

З'єднай, як показано на наступному слайді, затискачі «крокодил» з металевими електродами, а провідники через перехідні штекери - з датчиком Cobra SMARTsense Voltage.

Частина досліду 1
Додаткові подробиці щодо виконання є на наступних слайдах.
Запиши всі виміряні напруги на слайді Виконання (6/6).

a) З'єднай мінус-полюс із цинковим електродом, а плюс-полюс - зі свинцевим електродом.

Мінус-полюс і надалі лишається з'єднаним із цинковим електродом.

b) З'єднай плюс-полюс зі срібним електродом.

c) З'єднай плюс-полюс із мідним електродом.

a)

b)

c)

Запиши на цьому слайді всі виміряні напруги.

Частина досліду 1

Частина досліду 2

Частина досліду 3