1. Obliczenia
Wartości potencjałów wydzielania odczytane z wykresów:
|
Roztwór: H2SO4 0,1N |
Roztwór: H2SO4 0,01N |
Roztwór: NaOH 0,1N |
Roztwór: NaOH 0,01N |
||||
|
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Ew w skali kalomelowej [V] |
0,64 |
0,36 |
0,78 |
0,34 |
1,19 |
1,07 |
1,3 |
1,15 |
Obliczone wartości potencjału wydzielania w skali wodorowej.
(korzystając ze wzoru Ew(w skali wodorowej)=Ew(w skali elektrody kalomelowej)+0,274V )
Dla H2SO4 0,1 N (Cu), Ew= 0,64V + 0,274 V= 0,914 V
|
Roztwór: H2SO4 0,1N |
Roztwór: H2SO4 0,01N |
Roztwór: NaOH 0,1N |
Roztwór: NaOH 0,01N |
||||
|
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Ew w skali wodorowej[V] |
0,914 |
0,634 |
1,054 |
0,614 |
1,464 |
1,344 |
1,574 |
1,424 |
Obliczamy nadnapięcie wydzielania wodoru(w skali kalomelowej) dla poszczególnych układów:
Wykorzystujemy wzór: Ew= Es + η
Czyli η= Ew- Es
Es obliczamy ze wzoru Nernsta:
gdzie: F=9,65 ·104 C · mol-1
R =8,314 J · mol-1 ·K-1
T = 20º C = 293 K
n =1 dla NaOH, n=2 dla H2SO4
Wyliczam Es:
Dla H2SO4 0,1N, czyli [H+]= 0,1
Dla H2SO 0,01N
Es=-0,0581V
Dla NaOH 0,1N,
ale [OH-]=0,1 czyli [H+]=10-13
Es=-0,7556V
Dla NaOH 0,01N
Es=-0,697V
|
Roztwór: H2SO4 0,1N |
Roztwór: H2SO4 0,01N |
Roztwór: NaOH 0,1N |
Roztwór: NaOH 0,01N |
Potencjał stacjonarny E [V] |
|
|
-0,7556 |
-0,697 |
Teraz wyliczamy η:
Przykład dla NaOH 0,1N (Cu): η=1,19V-(-0,7556V)=1,9456 V
|
Roztwór: H2SO4 0,1N |
Roztwór: H2SO4 0,01N |
Roztwór: NaOH 0,1N |
Roztwór: NaOH 0,01N |
||||
|
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Elektroda: Cu |
Elektroda: Pt |
Nadpotencjał η [V] |
0,6691 |
0,3891 |
0,8381 |
0,3981 |
1,9456 |
1,8256 |
1,997 |
1,847 |
Wartości średnie nadpotencjałów wynoszą:
ηCu= 1,3551 V
ηPt= 1,1076 V
2.Wnioski:
Stężnie roztworu nie wpływa znacząco na wartość potencjału wydzielania dla danej elektrody, ponieważ wyniki sa bardzo zbliżone.(tab.1. pkt. 3)
Stężenie roztworu wywiera wpływ na wartość potencjału stacjonarnego, wartości te dla tej samej substancji o różnym stężeniu znacznie odbiegają od siebie.(tab. 3 pkt. 3)
Wartości wyliczonego nadnapięcia są odniesione do skali kalomelowej, można je odnieść do skali wodorowej, trzeba pamiętać o następującej zależności:
Ew(w skali wodorowej)=Ew(w skali elektrody kalomelowej)+0,274V.
Wartość średnia nadnapięcia dla miedzi jest wyższa od wartości średniej nadnapięcia dla platyny.
Niedokładność wykonania wykresów może być spowodowana błędami w pomiarach.