ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМІ

9 Зертханалық жұмыс. Теңестіру тәсілмен Якоби-Даниэль элементінің ЭҚК- н анықтау

Жұмыс мақсаты: 1) ZnSO₄ және CuSO₄ ерітінділерінің активтілігін Якоби-Даниэль элементіндегі ЭҚК шамасына әсерін зерттеу.

2) Элементте өтетін изобара-изотерма потенциал өзгерісін есептеу.

ЭҚК есептеу методикасы

ЭҚК вольтметрмен ғана өлшеуге болмайды, гальваникалық элементтің поляризациясы болатындықтан. Гальваникалық элементтің ЭҚК анықтау компенсациялық әдіспен жүргізіледі. Мұнда гальваникалық элементтің белгісіз ЭҚК басқа элементтің белгілі ЭҚК- мен теңестіреді. Тізбекте ток жоқ кезде теңестірілу сызба нұсқасы (10-сурет) сыртқы ток көзі- аккумулятор, кернеуі АВ реахордына беріледі. Гальванометр Г, Вестон элементі Е_w, кілт К, телеграф кілті (ТК), екі жақты қосқыш (П) және жылжымалы қосқыштан (Д) тұрады. Аккумулятор тогы гальваникалық элемент тогына қарсы бағытталған. Жылжымалы қосқышты (Д) реохорд АВ бойымен қозғау арқылы өткізгіштің АД бойымен кернеуліктің төмендеуі зерттелетін элемент ЭҚК тең болған кезін табуға болады.

Осы кезде гальванометр токтың жоқ екенін көрсетеді. Аккумулятор ЭҚК белгісіз сонымен қатар ол жұмыс кезінде үнемі өзгеріп отырады. Сондықтан оны ЭҚК белгілі эталон мен теңестіреді.

Мұндай элемент ретінде стандартты Вестон элементін қолданады. Оның ерекшелігі ол уақыт өзгерісінде ЭҚК тұрақты болады және температураға байланысты аз өзгереді.

Вестон элементінің ЭҚК температураға тәуелділігі мына формуламен анықталады.

Е_W = 1,0183-4,0^. 10^-5 (t⁰ -20⁰C) (23)

Вестон элементінің Е теңестіру үшін тізбекке зерттелетін элемент орнына екі жақты қосқыш арқылы қосылады (П).

Алдымен Вестон элементіне теңестіру жүргізеді, артынан өте аз уақытқа тізбекке аккумулятор жалғап, телеграф кілтімен тұйықтайды. Теңестіру нүктесін жылжымалы қосқышты қозғалту арқылы анықтаймыз. Теңескен кезде гальванометр стрелкасы нөлге барады. Жылжымалы қосқышты солға, оңға жылжыту арқылы теңесу нүктесін үш рет өлшеп орташа арифметикалық мәнін табады (АД_w).

Вестон элементін теңестіріп мынадай теңдеу аламыз (24)

Сосын Вестон элементінің орнына зерттелетін элементті қосып (Е_х) теңесу нүктесін анықтаймыз.

(24а)

Бұл екі теңдіктен (24), (24а) ; Е_Х = Е_W (25)

АК (батарея) Р

ТК

+

+ +

К



Ex Ew



- -

П

А Д В

10-сурет - Теңестіру әдісімен гальваникалық элементтің ЭҚК анықтау сызба нұсқасы
Сөйтіп гальваникалық элемент ЭҚК- н анықтау үшін Вестон элементі АД мен зерттелетін АД_х элемент ұзындығын өлшеу керек. Қазіргі кезде гальваникалық элемент ЭҚК-н анықтау үшін зертханалық жұмыстарда теңестіру әдісімен жұмыс істейтін әртүрлі потенциометрлерді қолданады. Соның ішіндегі ең қарапайым, тиімдісі ППТВ потенциометрі, тұрақты тоқта жұмыс жасайтын.
ППТВ потенциометрінде жұмыс істеу методикасы

1. 
   Белгілерге көңіл бөле отырып аккумулятор, Вестон элементі, зерттелетін элемент және гальванометрді қосады. Сезімтал жоғары №21 маркалы гальванометр қолдану ұсынылады.
   
2. 
   Потенциометр жұмыс тогын тағайындайды. Бұл үшін тәжірибе температурасын белгілейді және 23-теңдеу бойынша Вестон элементінің ЭҚК есептейді.
   
3. 
   Қалыпты Вестон элементін, тиісті белгілерге көңіл аудара отырып теңестіреді. Гальванометр нольді көрсету керек, тиісті кнопканы басып галванометрді тыныштандыру керек.
   

ЭҚК-нің өлшейтін шамасы барлық терезешелерден көрініп тұрған мәндердің қосындысына тең болады. Мысалы, егер (7х0,1) +(8х0,01)+(3+0,001) болса онда ЭҚК 0,783-В тең болады.

Жұмыс кезінде мына жағдайларды қатаң еске алу керек:

1) Аккумуляторды тізбекке жалғағаннан кейін бірінші кезеңде ЭҚК төмендеуі мүмкін. Ол үшін алдын-ала тізбекке жалғап қоямыз. Зерттелетін элемент ЭҚК құрағаннан кейін тез өлшеуге болмайды. ЭҚК мәні әрқашан бірнеше минут (3-5) өткен соң ғана дұрыс болады.

2) Гальваникалық элемент поляризациясын болдырмас үшін тізбекті өте қысқа уақытқа кілтпен тұйықтаймыз.

Теңестіру әдіспен ЭҚК анықтау потенциометр көмегімен дәлірек нәтиже береді. Егер элементтің ішкі кедергісі көп болса, бұл әдіс қолайсыз. Мысалы, шыны электродты гальваникалық тізбекте. Мұндай жағдайда ЭҚК анықтау үшін шамды потенциометр ЛП-58 немесе шамды миливольтметр ЛПУ-01 немесе рН-340 құралдарын қолданады.
10 Жұмыс жоспары

<предыдущая страница | следующая страница>