TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA LÍ 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Thu Ánh MSSV 4501106003 Ngày 25122021 Mã lớp CHEM142007 BÀI 6 THIẾT LẬP PIN GALVANI VÀ XÁC ĐỊNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN I MỤC ĐÍCH Thà. THIẾT LẬP PIN GALVANI VÀ XÁC ĐỊNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HĨA LÍ Họ tên sinh viên: Nguyễn Thu Ánh MSSV: 4501106003 Ngày: 25/12/2021 Mã lớp: CHEM142007 BÀI 6: THIẾT LẬP PIN GALVANI VÀ XÁC ĐỊNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN I MỤC ĐÍCH - Thành lập số pin galvani xác định giá trị sức điện động pin II CÁCH TIẾN HÀNH Thí nghiệm 1: Thiết lập pin Galvani đơn giản, xác định sức điện động pin - Chuẩn bị hai cốc cốc chưa 50 mL dung dịch CuSO4 0,1M 50 mL dung dịch Zn(NO3)2 0,1M - Đánh nhám hai kim loại Zn Cu rửa lại nước cất Chuẩn bị máy đo điện lắp dây dẫn (Chú ý: lắp cực, Zn cực âm, Cu cực dương) - Sau đó, lắp cầu muối vào hai dung dịch chuẩn bị Bắt đầu đo giá trị điện cách đưa kim loại lắp với dây dẫn cho vào dung dịch muối kim loại Thực đo lần Thí nghiệm 2: Xác định chiều hướng xảy phản ứng pin (thay điện cực Zn Ni) - Thay điện cực Zn Ni với dung dịch muối tương ứng - Lặp lại thí nghiệm tương tự thí nghiệm viết phản ứng pin Thí nghiệm 3: Xây dựng phương trình Nernst - Chuẩn bị dung dịch CuSO4 nồng độ 10-2 M, 10-3 M, 10-4 M từ dung dịch CuSO4 0,1 M Lặp lại thí nghiệm tương tự thí nghiệm - Dựng đồ thị phụ thuộc E lgaCu2+ , xác định nồng độ x dung dịch Cu2+ Thí nghiệm 4: Thiết kế pin trái Cu-Zn - Chuẩn bị hai điện cực Cu Zn đánh nhám sau lắp vào lấy dẫy nối vào máy đo hiệu điện - Cắm hai điện cực vào trái chanh sau Thực phép đo lần III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Các thí nghiệm thực 27℃ Thí nghiệm 1: Cu – Zn (Cu2+ 0,1 M E (V) Zn2+ 0,1 M) Lần 1,095 Lần 1,096 Trung bình 1,096 Thí nghiệm 2: Sơ đồ pin: Ni (r) | Ni2+(dd) || Cu2+(dd) | Cu (r) Anode: Ni2+(dd) + 2e- ⇌ Ni (r) (q trình oxy hóa) Cathode: Cu2+(dd) + 2e- ⇌ Cu (r) (quá trình khử) Phản ứng pin: Ni (r) + Cu2+(dd) ⇌ Ni2+(dd) + Cu Thí nghiệm 3: Điện cực Cu2+/Cu Zn2+/Zn Dung dịch muối: CuSO4, ZnSO4 Nồng độ dung dịch Cu2+ (M) 1,0.10-4 E (V) Lần Lần Trung bình 1,0.10-3 Lần Lần Trung bình 1,0.10-2 Lần Lần Trung bình 1,0.10-1 (TN1) Lần Lần Trung bình 1,024 1,022 1,023 1,055 1,057 1,056 1,080 1,078 1,079 1,095 1,096 1,096 - Dựng đồ thị phụ thuộc E lgaCu2+ với giá trị điện thế: Ta xem ≃ (bỏ qua hệ số hoạt độ), nên lg aCu2+ ≃ lg CM Cu2+ CM Cu2+ (M) 1,0.10-4 1,0.10-3 1,0.10-2 1,0.10-1 lg aCu2+ -4 -3 -2 -1 E (V) 1,023 1,056 1,079 1,096 1.11 1.10 1.09 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 E (V) 1.096 1.079 1.056 y = 0.0242x + 1.124 R² = 0.9783 1.023 lgaCu2+ -5 -4 -3 -2 -1 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc E lgaCu2+ - Xác định nồng độ x dung dịch Cu2+: Từ đồ thị, ta xác định nồng độ dung dịch Cu2+ pin cách đo sức điện động - Phường trình phụ thuộc E lgaCu2+ y = 0,0242x + 1,124 Với y E x nồng độ dung dịch Cu2+ Giả sử ta đo sức điện động 1,090 V ứng với lgaCu2+ = -1,3439 => nồng độ dung dịch Cu2+ 0,0453 M Thí nghiệm 4: * Dự đốn: - Pin trái (trái chanh) thiết kế thí nghiệm pin có điện cực: điện cực Kẽm (anode) điện cực Đồng (cathode) Loại pin có điện cực nhúng chung chất điện li có trái chanh Sau thiết lập pin, ta tiến hành đo suất điện động pin - So sánh với thí nghiệm (cùng sử dụng điện cực Zn Cu), em dự đoán suất điện động pin trái nhỏ so với suất điện động pin sử dụng chất điện li khác Nguyên nhân di chuyển ion kim loại trái chanh yếu so với dung dịch chất điện li thí nghiệm 1, ảnh hưởng đến trao đổi điện tích diễn bề mặt điện cực IV TRẢ LỜI CÂU HỎI Pin Galvani gì? Pin galvani hệ điện hóa sinh dịng điện nhờ phản ứng oxi hố - khử tự phát xảy (hố biến thành điện năng) Khi phản ứng hố học tế bào có ∆G < E > Vai trò cầu muối pin? Vai trò cầu muối: - Giúp loại bỏ tiếp xúc lỏng độ linh động ion qua màng ngăn khác - Nối hai ngăn điện cực với - Cân điện tích dung dịch chất điện li bên cathode anode pin hoạt động Nguyên tắc xác định sức điện động pin? Nguyên tắc xác định sức điện động pin phải có kim loại khác chất hóa học đóng vai trị anode cathode pin Kim loại cathode kim loại anode nhúng vào dung dịch muối chúng, kim loại cathode phải có tính oxi hóa mạnh kim loại anode dung dịch cathode, anode phải tiếp xúc với qua cầu muối hay màng bán thấm Ta có: ΔG = ΔG0 + RTlnQ, với Q tỷ số phản ứng, tích hoạt độ chất tham gia vào phản ứng pin với hệ số mũ tương ứng E0 gọi sức điện động chuẩn pin phương trình Nernst Trên bề mặt giới hạn pha chất dẫn điện loại loại điện cực xảy phản ứng oxi hóa khử dạng: ... Sau thiết lập pin, ta tiến hành đo suất điện động pin - So sánh với thí nghiệm (cùng sử dụng điện cực Zn Cu), em dự đoán suất điện động pin trái nhỏ so với suất điện động pin sử dụng chất điện. .. cực với - Cân điện tích dung dịch chất điện li bên cathode anode pin hoạt động Nguyên tắc xác định sức điện động pin? Nguyên tắc xác định sức điện động pin phải có kim loại khác chất hóa học đóng...III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Các thí nghiệm thực 27 ℃ Thí nghiệm 1: Cu – Zn (Cu2+ 0,1 M E (V) Zn2+ 0,1 M) Lần 1,095 Lần 1,096 Trung bình 1,096 Thí nghiệm 2: Sơ đồ pin: Ni (r) | Ni2+(dd) || Cu2+(dd) | Cu