жаратылыстану және ақпараттандыру факультеті
Физика және математика кафедрасы
ФАРАДЕЙ САНЫН ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОН
ЗАРЯДЫН АНЫҚТАУ
Зертханалық жұмыс № 7
Зертханалық жұмыс № 7
Фарадей санын және электрон зарядын анықтау
Жұмыстың мақсаты: Фарадей санының және электрон зарядының теориялық мәндерін тәжірибе негізінде анықтау.
Қажетті құрал-жабдықтар: мыс купоросының сұйығы бар электрлік ванна, тұрақты ток көзі, амперметр, реостат, секундомер.
Теориялық бөлім: Токтың металдар және жартылай өткізгіштер арқылы өтуі қандай да бір химиялық түрленумен қосарласа жүрмейді. Мұндай заттар бірінші текті өткізгіштер деп аталады.
Ток өткенде химиялық түрленуден өтетін заттар екінші текті өткізгіштер немесе электролиттер деп аталады. Бұлардың қатарына тұздар, сілтілердің немесе қышқылдардың судағы және тағы басқа сұйықтардағы ерітінділері, сондай-ақ қатты күйінде иондық кристалл болып келетін тұздардың қорытпалары жатады.
Зат молекулаларының сұйық ертінділерінде иондарға ыдырау процесін электролиттік диссоциация деп аталады. Электролиттердің өткізгіштігі ерітінді ішінде иондардың бар болуына байланысты. Сыртқы электр өрісінің әсерімен иондардың қозғалысы электролит ішінде ток тудырады. Электролит арқылы токтың өтуі электродтарда электролиттің құраушы бөліктерінің бөлініп шығуына әкеп соғады. Бұл құбылыс электролиз деп аталады.
Егер электролитке ток өткізгіш электродтар енгізіп, оған кернеу берсек, иондар қозғалысқа келіп, электр тоғы пайда болады. Оң зарядты иондар, теріс электродқа (катодқа) қарай қозғалады, сол себепті де оларды катиондар деп атайды.
Теріс иондар оң электродқа анодқа қарай қозғалады, сол себепті де оларды аниондар деп атайды. Сәйкес электрондарға жетіп, иондар оған өзінің артық электрондарын береді немесе жетіспейтін электрондарын алады, сөйтіп нейтрон атом мен молекулаға айналады.
Мысалы: Мыс купоросы CuSO4 ертіндіде екі оң зарядты Cu++ мыс ионына және екі теріс зарядты SO4- - ионына диссоцияцияланады: CuSO4↔ Cu++ + SO4- - .
Ертінді Cu++ ионы мен SO4- - ионы және басқа судың (Н+) сутек және (ОН-) иондарынан тұрады.
Мыстың Cu++ ионы сутегінің Н+ ионына қарағанда оңай бөлінеді. Ал, SO4- - ионы ОН – ионына қарағанда қиындау сиретіледі. Сондықтан тек өткен кезде анодта ОН – ионы бөлінеді және оттегі бөлініп шығады.
2 ОН - - 2е = H2O + O, 2O → O2.
Анодта сонымен қатар SO4- - ионы Н+ ионымен қосылып күкірт қышқылын түзеді.
SO4- - + 2Н+ ↔ H2 SO4
Егер анод мыстан жасалса, бұл процесс басқаша жүреді, ал анодта керісінше, металл иондары ертіндіге өтеді.
Мұны былай түсіндіруге болады: Мыс Сu атомы ОН ионына қарағанда электронын тез жоғалтады. Бұл жағдайда оттегінің бөлінуі орнына анодтан ертіндіге Cu++ ионының өтуі мүмкін. Сu – 2е = Cu++ .
Осыдан мыс анодтарынан CuSO4 электролизі анодтан катодқа мыс тасымалдануы жүреді. Бұл кезде мыс купоросының шамасы ертіндіде өзгеріссіз қалады.
Достарыңызбен бөлісу: |