Лабораторная работа № 1
Изучение процесса прохождения электрического тока в растворах электролитов.
Цель работы: определить величину заряда электрона, используя закон Фарадея для электролиза.
Оборудование: стакан с раствором медного купороса, источник постоянного тока, реостат, ключ, амперметр, соединительные проводники, лабораторные весы с разновесом, часы, медные пластины на изолирующей крышке.
Для проведения эксперимента можно использовать водный раствор сульфата меди (CuSO4), а в качестве электродов - медные пластины.
Заряд электрона может быть определён по формуле
e = MIt/mnN a, (l)
полученной из закона Фарадея для электролиза. Здесь m - масса выделившейся на катоде меди, М - малярная масса меди, n - валентность меди, Na - число Авогадро, I - сила тока, t - время прохождения тока через электролит.
Масса выделившейся на катоде меди определяется путём взвешивания катода до и после электролиза m = m2 - m1.
Для измерения силы тока используют амперметр лабораторный, время измеряют часами.
Время электролиза рекомендуется не менее 20 минут. Реостат в цепи необходим для регулирования силы тока.
Проведение эксперимента
1. Изобразите схему опыта.
2. Взвесьте предварительно электрод. В цепи он должен быть катодом (отрицательным электродом).
3. Опустите электроды в стакан с раствором медного купороса, соберите электрическую цепь по схеме.
4. Замкните ключ, установите с помощью реостата силу тока не более 1 А. Проводите электролиз в течение 20 минут.
5. По окончании опыта разомкните ключ, выньте, обсушите катод и взвесьте его.
6. Определите массу выделившейся на катоде меди и подставьте в формулу (1).
7. Вычислите относительную ε е = 2Δm/m2 – m1. + ΔI/I + Δt/t и абсолютную Δе =е пр * ε е погрешности.
8. Запишите результат измерения заряда электрона: е =е пр ± Δе
9. Сравните полученный результат с табличным значением и сделайте вывод.