3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2.3. Các bộthí nghiệm điện phân dung dịch đã có
2.3.1. Thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân với điện cực đồng
Hình 1. Bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân
Nguyên tắc hoạt động:
Bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng điện phân tại trường Đại học Hùng Vương là bộ thiết bị điện phân dung dịch đồng sunfat (CuS ). Hai điện cực là hai mảnh đồng mỏng và khi tiến hành phải chú ý đặt hai điện cực song song với nhau. Sau khi tiến hành rửa sạch, sấy khô và cân các điện cực. Ghi lại các giá trị cân được trong quá trình cân có thể sử dụng cân Mendeleep xác định khối lượng của điện cực với độ chính xác tới 10 g. Tiến hành lắp các cực vào bình điện phân, mắc hai cực điện vào nguồn dòng (dòng điện không đổi) và cấp nguồn. Chỉnh thời gian điện phân khoảng 40 – 50 phút. Sau khi điện phân xong, tháo catot (hoặc anot) ra khỏi bình điện phân rửa sạch rồi sấy khô sau đó cân lại bằng cân chính xác. Từ đó tính được khối lượng đồng nguyên chất giải phóng ra ở điện cực hoặc khối lượng đồng bám vào điện cực.
Ưu điểm:
Bộ thí nghiệm hoạt động trên nguyên tắc dễ hiểu đối với học sinh, sinh viên.
Trong quá trình điện phân nồng độ dung dịch Cu không bị thay đổi nên thí nghiệm có tính lặp lại và có thể tiến hành nhiều lần với cùng một nồng độ dung dịch.
Phương trình phản ứng xảy ra khi có dòng điện phân:
Cu + điện phân dung dịch + + Cu
Cu + Cu +
Bộ thí nghiệm gọn nhẹ, rẻ tiền nên có thể sử dụng rộng rãi ở các trường phổ thông và các trường đại học
Kết quả thí nghiệm dễ xử lí để đưa ra kết luận tổng quát cho bài học Nhược điểm:
Thao tác tiến hành đối với bộ thí nghiệm mất khá nhiều thời gian (40 -50 phút) mới thu được kết quả nên thường chỉ sử dụng trong các tiết học đối với sinh viên ở các trường đại học.
Nếu tăng dòng điện và nồng độ dung dịch điện phân để đẩy nhanh quá trình điện phân thì sản phẩm đồng bám vào catot sẽ yếu hơn (dạng mụi than) do phân cực hóa học không lớn, dễ bị rửa trôi bằng nước sạch. Ảnh hưởng tới kết quả đo của bài thí nghiệm (hướng phát triển là tăng kích thước tiết diện của điện cực đồng).
Các điện cực không được giữ cố định, trong quá trình điện phân anot và catot không thật sự song song với nhau trong nhiều trường hợp khi tiến hành dễ chạm vào nhau gây hiện tượng đoản mạch. Bảng kết quả thí nghiệm
Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm khảo sát hằng số Fa- Ra –Đây Lần cân M = − 1 19,82 g 20,27 g 0,45g 2 19,81 g 20,25 g 0,44g 3 19,82 g 20,25 g 0,43g 4 19,80 g 20,22 g 0,42g 5 19,82 g 20,26 g 0,44g
Giá trị trung bình và sai số: M = 0,440g ± 0,008 g Khối lượng đồng nguyên chất giải phóng ở điện cực:
M =0,44. 98% M = 0,43 (g) Giá trị hằng số Fa- Ra –Đây : F = = . . . .
. , = 89302,3 Kết quả và sai số : F = 89302,30 ± 0,02
Sai số với hằng số thực nghiệm: 7,4 % (F xấp xỉ 96500)