Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
Постійна напруга різної величини генерується між різними металами, як тільки вони з'єднуються в гальванічних елементах. Ці напруги є кількісним вираженням різниці потенціалів між відповідними з'єднаними між собою напівелементами. Різницю між потенціалами різних металів можна виміряти, коли вони з'єднані в гальванічних елементах.
Це дає змогу присвоїти відносне значення потенціалу кожному металу (а також іншим окисно-відновним парам), як тільки він буде з'єднаний з завжди однаковим електродом порівняння, утворюючи гальванічний елемент. У цьому експерименті в якості такого електрода порівняння використовується електрод зі срібла/хлориду срібла.
Додаткова інформація для викладачів (1/4)
Попередні знання
Учні повинні були вже виготовити водневий електрод для визначення стандартного потенціалу.
Принцип
На срібному електроді срібло проходить процес окислення і перетворюється на хлорид срібла. Хлорид срібла осідає на срібному електроді у вигляді сірого шару, утворюючи срібний/хлорсрібний електрод.
Додаткова інформація для викладачів (2/4)
Мета навчання
Учні поглиблюють свої знання про стандартні потенціали та практикуються у використанні електродів порівняння.
Завдання
Учні повинні визначити стандартні потенціали цинкового та мідного напівелементів, використовуючи срібний/хлорсрібний електрод як електрод порівняння.
Додаткова інформація для викладачів (3/4)
Інша інформація (1/3)
Під час електролізу іони водню (гідроній-іони) відновлюються до водню на платиновому електроді:
Це призводить до спрощеної форми водневого електрода. З іншого боку, зі срібним електродом срібло проходить процес окислення і перетворюється на хлорид срібла.
Хлорид срібла осідає на срібному електроді у вигляді сірого шару, утворюючи срібний/хлорсрібний електрод.
Додаткова інформація для викладачів (4/4)
Інша інформація (2/2)
Описаний тут експеримент можна провести, якщо є електрод зі срібла/хлориду срібла, підготовлений відповідно до експерименту 7401000 і витриманий протягом кількох днів у 0,1 молярному розчині . Виміряні значення є вищими або нижчими за стандартні потенціали відповідно до табличних значень +0,34 В і -0,76 В. Різниця становить 0,236 В у кожному випадку. Як відомо, це потенціал срібного/хлорсрібного електрода порівняно зі звичайним водневим електродом. Отже, стандартний потенціал мідного або цинкового напівелемента отримують шляхом додавання виміряного значення до значення стандартного потенціалу срібного/хлорсрібного електрода з урахуванням відповідних знаків:
Інструкції з техніки безпеки
- Одягніть захисні окуляри та рукавички.
- Розчини хлориду калію та сульфату цинку з концентрацією c = 1,0 моль/л мають подразнюючу дію.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Експериментальна установка
Окрім водневого електрода, існують й інші електроди, які виявилися корисними для вимірювання відтворюваного потенціалу.
Одним з них є електрод зі срібла/хлориду срібла, з яким саме Ви будете працювати в цьому експерименті.
Завдання
Визначте стандартні потенціали цинкового та мідного напівелементів, використовуючи срібний/хлорсрібний електрод як електрод порівняння.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Цифровий мультиметр, 3 1/2 розрядний дисплей з NiCr-Ni термопарою | 07122-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, червоний | 07356-01 | 1 |
| 3 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, синій | 07356-04 | 1 |
| 4 | Перехідний штекер, гніздо 4 мм/ 2 мм, 2 шт. | 11620-27 | 1 |
| 5 | Затискач типу "Крокодил", з ізоляцією, 2 мм, 2 шт. | 07275-00 | 1 |
| 6 | Набір електродів (Al, Fe, Pb, Zn, Cu) | 07856-00 | 2 |
| 7 | Наждачний папір, середньозернистий | 01605-00 | 1 |
| 8 | Блок із 8 заглибленнями, d=40 мм | 37682-00 | 1 |
| 9 | Кришки для блоку з заглибленнями, 8 шт. | 37683-00 | 1 |
| 10 | Лист срібла, 150 x 150 x 0,1 мм, 1 шт (приблизно 25 г) | 31839-04 | 1 |
| 11 | Мензурка, висока, 50 мл | 46025-00 | 3 |
| 12 | Пляшка-крапельниця, пластик, 50 мл | 33920-00 | 1 |
| 13 | Пляшка з широким горлом, поліетиленова, 50 мл | 33912-00 | 1 |
Підготовка необхідних розчинів
Підготовка необхідних розчинів
- Розчин сульфату цинку (1 моль/л): Додайте 80,5 г сульфату цинку до 250 мл дистильованої води. Добре перемішати і довести дистильованою водою до 500 мл.
- Розчин хлориду калію (1 моль/л):Додайте 37,3 г хлориду калію до 250 мл дистильованої води. Добре перемішайте і доведіть дистильованою водою до 500 мл.
- Розчин нітрату калію (1 моль/л):Додайте 55,5 г калійної селітри до 250 мл дистильованої води. Добре перемішайте і доведіть дистильованою водою до 500 мл.
- Розчин сульфату міді (1 моль/л): Додайте 79,5 г мідного купоросу до 250 мл дистильованої води. Добре перемішайте і доведіть об'єм дистильованою водою до 500 мл.
Підготовка
Заповніть зазначеними 1-молярними розчинами вимірювальні комірки 1-3 блоку з заглибленнями (рис. праворуч).
Потім з'єднайте комірку 1 з коміркою 2 і комірку 3 за допомогою струмових ключів, виготовлених зі смужок фільтрувального паперу, змочених розчином нітрату калію.
Накрийте комірки кришками і вставте відповідні електроди (електрод зі срібла/хлориду срібла в розчин хлориду калію, електрод з цинку в розчин сульфату цинку і електрод з міді в розчин сульфату міді).
Заповніть вимірювальні комірки
Виконання роботи
Підключіть електрод зі срібла/хлориду срібла до роз'єма заземлення вимірювального приладу, а мідний електрод - до роз'єму для підключення напруги (позитивний полюс) мультиметра.
Встановіть діапазон вимірювання на 2 В і спочатку виміряйте різницю потенціалів між срібним/хлорсрібним електродом і мідним напівелементом, а потім між срібним/хлорсрібним електродом і цинковим напівелементом.
Експериментальна установка
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання