Экспериментальная часть, Определение удельной и молярной электропроводности сульфатных растворов - Диффузионная кинетика катодного осаждения купрума из водных сульфатных растворов

Определение удельной и молярной электропроводности сульфатных растворов

Методика эксперимента. В исследованиях использовали растворы: 0,1 M CuSO4; 0,01 CuSO4; 0,001 M CuSO4; 0,1 M CuSO4 + 0,99 M Na2SO4; 0,001 М CuSO4 + 0,999 M Na2SO4. Для измерения электрической проводимости раствора прибегали к измерению его сопротивления. Удобная конструкция для измерения электрической проводимости показана на рисунке (2.1). Раствор помещали в специальный сосуд, имеющий два платинированных платиновых электрода (рис. 2.1) Чтобы понизить поляризационное сопротивление, их платинируют. Этим резко повышают площадь поверхности электродов, уменьшая тем самым плотность тока, протекающего через электроды.

вид ячейки для измерения электропроводности растворов

Рис. 2.1. Вид ячейки для измерения электропроводности растворов.

Измерения проводим с использованием переменного тока(с частотой, обычно не выше 105 Гц ), так как достаточно быстрое изменение направления тока служит оптимальным средством для почти полного устранения поляризационного сопротивления. Основой установки является мост Уитстона, образованный контуром из сопротивлений R1 - R4 (рис. 2.2).

схема моста уитстона

Рис. 2.2. Схема моста Уитстона.

На одну из диагоналей моста подается питание от генератора переменного (синусоидального) напряжения, а на другой диагонали регистрируется сигнал индикатором нуля И, в качестве которого применяли осциллограф. Мост находится в равновесии, т. е. на диагонали аб отсутствует сигнал, если вы полнено условие R1/R2 = R3/R4. Поэтому, если на место R1 поставить сосуд с раствором, а на место R2 - магазин сопротивлений, то при равновесии моста

Rx = R1 = R2R3/R4.2.1

Удельную электропроводность раствора рассчитывали из его сопротивления R по формуле:

= A/R2.2

Постоянную сосуда A определяли по известной удельной электропроводности стандартного раствора KCl, концентрация которого 0,02 M. Для этого заполнив сосуд этим раствором, измеряли его сопротивление RKCl, а затем находили постоянную сосуда:

2.3

Вычисленное значение A использовали в дальнейшем при измерении электрической проводимости воды рабочих растворов электролитов.

Используемым в работе растворителем (дистиллированной водой) или раствором заполняли ячейку (1) (рис. 2.1), измеряли RKCl и рассчитывали удельную электропроводность по формуле 2.2.

Результаты и обсуждение. Расчет показывает, что постоянная сосуда А =0,798 см-1, удельная электропроводность воды Н2О =3,0012?10-6 Ом-1?см-1. Результаты измерений сопротивления R и расчета электропроводности растворов приведены в табл. 2.1.Расчитывали удельную и молярную электропроводности по формулам:

= A/R, 2.2

Лс=1000/C. 2.4

Таблица 2.1. Сопротивление, удельная и молярная электропроводность растворов CuSO4

Концентрация

R, Ом

, Ом-1см-1

Лс, Ом-1см2моль-1

0,001

2700

0,00029

290

0,01

510

0,00156

156

0,1

100

0,00797

79,7

Таблица 2.2. Сопротивление, удельная и молярная электропроводность

Водных растворов CuSO4+Na2SO4

Растворы

R ср, Ом

, Ом-1см-1

0,001 M CuSO4 + 0,999 M Na2SO4

10

0,0797

0,01 М CuSO4 + 0,99 M Na2SO4

9

0,0886

0,1 М CuSO4 + 0,9 M Na2SO4

7

0,1139

Анализ результатов из таблицы 2.1 показывает, что удельные электропроводность увеличивается, а молярная понижается с увеличением концентрации. Анализ таблица 2.2 показывает, что удельная электропроводность увеличивается. Это связано c тем, что к раствору CuSO4 добавляют Na2SO4 ,которые является фоновым электротролитом (т. е Na2S04 будет определять миграционный перенос).Тогда CuSO4 не будет участвовать в миграции. Конвекция в нашем случае исключена, так как мы не нагревали и перемешивали наш раствор. Тем самым мы создаем условия для диффузионного переноса.

Похожие статьи




Экспериментальная часть, Определение удельной и молярной электропроводности сульфатных растворов - Диффузионная кинетика катодного осаждения купрума из водных сульфатных растворов

Предыдущая | Следующая