Elektrochemicky ekvivalent medi

Úkol měření
1) Změřte elektrochemický ekvivalent mědi.
2) Pomocí elektrochemického ekvivalentu mědi spočítejte Avogadrovu a Faradayovu konstantu.
Naměřené hodnoty porovnejte s tabulkovými hodnotami.
Použité přístroje a pomůcky
Nádoba s elektrolytem a elektrodami, zdroj, potenciometr, miliampérmetr (TP=0,5), předvážecí váhy
(předvážky), analytické váhy (nejmenší uvažovaný používaný dílek 1mg), infralampa, stopky
(odhadnutá chyba našeho stopování 0,5s)
Tabulky a výpočty
Takto jsme naměřili hodnoty:
číslo měření
M [g]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
61,698
61,728
61,757
61,796
61,825
61,848
61,88
61,906
61,936
61,97
Zpracování postupnou metodou:
M1 … k=5 [g]
M(k+1) … (k+5) [g]
M(k+1) M1…
Odchylky ∆i
61,698
61,728
61,757
61,796
61,825
61,848
61,880
61,906
61,936
61,970
0,150
0,152
0,149
0,140
0,145
-0,00056
-0,00096
-0,00036
0,00144
0,00044
suma:
Nejpravděpodobnější hmotnost
vyloučená z Cu za 180s : M (g)
0,02944
Pravděpodobná chyba měření: ϑ (g)
0,00028
-
Příklad výpočtu:
k=5;
k
1  n
 1
M
M i  = 2 ((61,848 − 61,698) + ...) = 0,02944 g
−

∑
∑
i
2
k  i = k +1
i =1
 5
M − Mi
(61,848 − 61,698)
∆ i = M − k +i
= 0,02944 −
= −0,00056
k
5
M =
k
ϑ =
∑∆
2
i
2 i =1
2 (−0,00056) 2 + ...
=
= 0,00028 g
3 k (k − 1) 3
5(5 − 1)
1
0,736
Za 180 sekund byl tedy takovýto přírůstek na katodě: M = (0,02944 ± 0,00028) g
Elektrochemický ekvivalent A:
M 0,02944 *10 −3
A=
=
= 0,3271 *10 −6 kg * C −1
It
0,5 *180
Faradayova konstanta F:
α = 63,54 kg*kmol-1 ; ν = 2 ;
F=
α 1 63,54 *10 −3
1
C
=
= 97126,3
−6
ν A
2
mol
0,3271 * 10
Avogadrova konstanta NA:
97126,3
1
F
= 6,063 * 10 23
NA = =
−19
e 1,602 * 10
mol
Spočtení celkové chyby ovlivňující výsledek:
 ∂A 
 ∂A  2  ∂A  2
2
ϑA = 
 ϑ M +   ϑ I +   ϑt
 ∂M 
 ∂I 
 ∂t 
2
2
2
2
2
2
1
M  2 M  2
2
 ϑ M +  2  ϑ I +  2  ϑt
 It 
I t
 It 
ϑA = 
2
2
2
 0,02944 * 10 −3 
 0,02944 * 10 −3 
1


2


 0,5 2
0
,
0025
+
ϑA = 
 (0,00028 * 10 −3 ) 2 + 
2
2

0
,
5
*
180
0
,
5
*
180
0
,
5
*
180






ϑ A = 3,6 *10 −9 kg * C −1
Závěr
Elektrochemický ekvivalent mědi je tedy A = (0,3271 ± 0,0036)*10-6 kg*C-1. Jeho možné
krajní hodnoty jsou pak :
AMIN = 0,3235*10-6 kg*C-1
AMAX = 0,3307*10-6 kg*C-1
Z toho potom vyplývá, že tabulková hodnota (Atabulková = 0,329*10-6 kg*C-1) se nachází v tomto
intervalu určeném chybou vzniklou při měření.
2