Chimie anorganică

ELEMENTE GALVANICE. PILA DANIELL-JACOBI

Pila electrică(elementul galvanic) este un dispozitiv care conţine electrolit şi care transformă energia chimică în energie electrică. Funcţionarea pilei se datoreaza tendinţei diferite a metalelor de a se transforma în ioni pozitivi. Pilele electrice se pot clasifica în trei categorii :

Pile primare- a căror regenerare prin electroliză nu are loc, deoarece energia electrică se produce pe seama unor reacţii ce se gasesc în pila în cantitate limitată;

Pile secundare- a căror regenerare se poate face prin electroliză (încarcare),deoarece partenerii de reacţie , consumaţi în timpul producerii energiei electrice (descărcare) se pot reface prin electroliză;

Pile de combustie- în care partenerii de reacţie sunt alimentaţi continuu la electrozi, cât timp se afla sub sarcină.

În scopul comparării, forţei electromotoare şi al calibrării unor circuite de masurare a forţei electromotoare se folosesc pile standard, care au valori foarte reproductibile şi bine determinate ale forţei electromotoare. Aceste cerinţe sunt satisfacute şi de pila Daniell-Jacobi.

Tensiunea electromotoare (E) este caracteristica de baza a unei surse de current şi este egală cu diferenţa potenţialelor electrozilor când sursa nu debitează curent.

E=Ec-Ea=E+ - E-

Unde:

Ec- este potenţialul reversibil al electrodului pozitiv (catodul);

Ea- este potenţialul reversibil al electrodului negativ (anodul).

Potenţialele de electrod pot fi calculate cu ajutorul relaţiei lui Nernst:

ε = εº +RT/nF ln (a(oxidant))/(a(reducător))

ε = εº + 0,059/n log([Ox])/([Red])

unde :

εº - este potenţialul standard de electrod;

n - este valenţa ionului;

a(oxidant) – concentraţia formei oxidate;

a(reducător) – concentraţia formei reduse.

SCOPUL LUCRARII DE LABORATOR :

-realizarea montajului experimental pentru elementul galvanic Daniell-Jacobi;

-măsurarea tensiunii electromotoare şi compararea acesteia cu valoarea calculată pe baza potenţialelor standard de electrod.

MODUL DE LUCRU

Materiale şi reactivi de laborator folosiţi: - Soluţii de CuSO_4 1N şi 〖ZnSO〗_(4@) 1N; - Soluţie saturată de 〖NaCl〗_;

- Două pahare din sticlă (semicelule), tub în formă de U (puntea de sare);

- Plăcuţe din Cu şi din Zn;

- Conductor şi clipsuri de contact;

- Milivoltmetru.

PREGĂTIREA EXPERIMENTULUI

- Se toarnă în cele două pahare din sticlă, soluţia de 〖CuSO〗_(4@) 1N în primul pahar şi respectiv soluţia de 〖ZnSO〗_4 1N în cel de-al doilea pahar;

- Se introduc electrozii, respectiv în paharul cu soluţia de 〖CuSO〗_4 1N se introduce plăcuţa de 〖Cu〗_şi în paharul cu soluţia de 〖ZnSO〗_4 1N se introduce placuţa de 〖Zn〗_astfel încât cele două plăcuţe de Cu şi de Zn să fie în contact cu soluţiile;

- Se dizolvă NaCl , până la saturaţie, într-un volum de apă suficient pentru umplerea recipientului punţii de sare (tubul în formă de U);

- Se astupă capetele tubului cu un material poros;

ELEMENTE GALVANICE PILA DANIELL-JACOBI pag. 3

APLICAREA LEGII LUI HESS.DETERMINAREA CĂLDURII DE REACŢIE pag.8

ELECTROLIZA SOLUŢIEI APOASE DE SULFAT DE CUPRU. pag. 16

PROTECŢIA ALUMINIULUI PRIN OXIDARE ANODICĂ. EXOLAREA pag. 21

ELEMENTE GALVANICE. PILA DANIELL-JACOBI

Pila electrică(elementul galvanic) este un dispozitiv care conţine electrolit şi care transformă energia chimică în energie electrică. Funcţionarea pilei se datoreaza tendinţei diferite a metalelor de a se transforma în ioni pozitivi. Pilele electrice se pot clasifica în trei categorii :

Pile primare- a căror regenerare prin electroliză nu are loc, deoarece energia electrică se produce pe seama unor reacţii ce se gasesc în pila în cantitate limitată;

Pile secundare- a căror regenerare se poate face prin electroliză (încarcare),deoarece partenerii de reacţie , consumaţi în timpul producerii energiei electrice (descărcare) se pot reface prin electroliză;

Pile de combustie- în care partenerii de reacţie sunt alimentaţi continuu la electrozi, cât timp se afla sub sarcină.

În scopul comparării, forţei electromotoare şi al calibrării unor circuite de masurare a forţei electromotoare se folosesc pile standard, care au valori foarte reproductibile şi bine determinate ale forţei electromotoare. Aceste cerinţe sunt satisfacute şi de pila Daniell-Jacobi.

Tensiunea electromotoare (E) este caracteristica de baza a unei surse de current şi este egală cu diferenţa potenţialelor electrozilor când sursa nu debitează curent.

E=Ec-Ea=E+ - E-

Unde:

Ec- este potenţialul reversibil al electrodului pozitiv (catodul);

Ea- este potenţialul reversibil al electrodului negativ (anodul).

Potenţialele de electrod pot fi calculate cu ajutorul relaţiei lui Nernst:

ε = εº +RT/nF ln (a(oxidant))/(a(reducător))

ε = εº + 0,059/n log([Ox])/([Red])

unde :

εº - este potenţialul standard de electrod;

n - este valenţa ionului;

a(oxidant) – concentraţia formei oxidate;

a(reducător) – concentraţia formei reduse.

SCOPUL LUCRARII DE LABORATOR :

-realizarea montajului experimental pentru elementul galvanic Daniell-Jacobi;

-măsurarea tensiunii electromotoare şi compararea acesteia cu valoarea calculată pe baza potenţialelor standard de electrod.

MODUL DE LUCRU

Materiale şi reactivi de laborator folosiţi: - Soluţii de CuSO_4 1N şi 〖ZnSO〗_(4@) 1N; - Soluţie saturată de 〖NaCl〗_;

- Două pahare din sticlă (semicelule), tub în formă de U (puntea de sare);

- Plăcuţe din Cu şi din Zn;

- Conductor şi clipsuri de contact;

- Milivoltmetru.

PREGĂTIREA EXPERIMENTULUI

- Se toarnă în cele două pahare din sticlă, soluţia de 〖CuSO〗_(4@) 1N în primul pahar şi respectiv soluţia de 〖ZnSO〗_4 1N în cel de-al doilea pahar;

- Se introduc electrozii, respectiv în paharul cu soluţia de 〖CuSO〗_4 1N se introduce plăcuţa de 〖Cu〗_şi în paharul cu soluţia de 〖ZnSO〗_4 1N se introduce placuţa de 〖Zn〗_astfel încât cele două plăcuţe de Cu şi de Zn să fie în contact cu soluţiile;

- Se dizolvă NaCl , până la saturaţie, într-un volum de apă suficient pentru umplerea recipientului punţii de sare (tubul în formă de U);

- Se astupă capetele tubului cu un material poros;