RU2094854C1 - Способ определения параметров электролиза - Google Patents
Способ определения параметров электролиза Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094854C1 RU2094854C1 RU95103930A RU95103930A RU2094854C1 RU 2094854 C1 RU2094854 C1 RU 2094854C1 RU 95103930 A RU95103930 A RU 95103930A RU 95103930 A RU95103930 A RU 95103930A RU 2094854 C1 RU2094854 C1 RU 2094854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- electrolysis
- electrolyte
- formula
- mass
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: для проведения лабораторных работ при изучении электролиза. Сущность изобретения: катод изготавливают в виде цилиндра из материала, аналогичного осаждающемуся, приводят его во вращательное движение относительно продольной оси, измеряют электрическое сопротивление катода до и после прохождения тока через электролит и вычисляют прирост массы катода по формуле. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к учебным приборам по физике, предназначенным для проведения лабораторных работ, и может быть использовано в вузах и средних школах в ходе изучения явления электролиза в курсе электричества.
Известен способ определения параметров электролиза, включающий измерение массы катода до и после пропускания через электролит электрического тока [1]
Недостаток способа низкая точность при малых массах катода.
Недостаток способа низкая точность при малых массах катода.
Известен также способ определения параметров электролиза, при котором катод выполняют из материала, аналогичного осаждающемуся на нем, измеряют параметры катода до и после прохождения электрического тока через электролиты и вычисляют прирост массы катода.
Недостатком данного способа является ограниченная точность измерений при малых значениях массы катода.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений при малых значениях массы катода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения параметров электролиза катод изготавливают в виде цилиндра, приводят его во вращательное движение относительно продольной оси и измеряют электрическое сопротивление катода до и после прохождения тока через электролит, при этом прирост массы вычисляют по формуле
,
где ρ плотность материала, из которого выполнен катод;
ro удельное сопротивление катода;
l длина катода;
R1 и R2 электрическое сопротивление катода соответственно до и после прохождения тока через электролит.
,
где ρ плотность материала, из которого выполнен катод;
ro удельное сопротивление катода;
l длина катода;
R1 и R2 электрическое сопротивление катода соответственно до и после прохождения тока через электролит.
На фиг. 1 приведена электрическая схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 схема приведения катода во вращательное движение.
Вывод расчетной формулы. При малых значениях массы катода при измерении массы выделяющегося вещества допускается значительная погрешность, так как в формуле относительной погрешности (Δm/m) масса m катода стоит в знаменателе. Поэтому для этих случаев необходимо искать другие более точные способы измерения массы катода.
Предлагаемый способ основан на измерении электрического сопротивления катода.
Если взять катод цилиндрической формы длиной l и площадью поперечного сечения S, то его электрическое сопротивление R может быть вычислено по формуле
R = ρol/S, (1)
где ρo удельное сопротивление материала катода /для меди ρo 1,7•10-8 Ом•м/.
R = ρol/S, (1)
где ρo удельное сопротивление материала катода /для меди ρo 1,7•10-8 Ом•м/.
Если катод 1 (фиг. 1) длиной l и площадью поперечного сечения S1 поместить в электролит 2 и подключить так, чтобы клемма "-" источника 3 питания соединилась с катодом 1, а клемма "+" с цилиндрическим анодом 4, то в процессе электролиза на катоде 1 произойдет осаждение ионов металла, находящихся в растворе электролита (например, ионов меди, если в качестве электролита взять раствор медного купороса в воде). При этом происходит увеличение площади поперечного сечения до значения S2. В соответствии с формулой (1) это вызывает изменение сопротивления катода.
Таким образом, если каким-либо известным способом (на фиг. 1 для этой цели использован реохордный мост 5, например, марки Р-38), измерим электрическое сопротивление до электролиза R1 и после него R2, то изменение поперечного сечения катода, произошедшее в результате электролиза, можно вычислить по формуле
Массу m вещества, выделившегося на катоде, вычисляют, исходя из зависимости его от площади поперечного сечения катода (при неизменной длине катода)
m = ρlΔS, (3)
где ρ плотность материала вещества, из которого изготовлен катод.
Массу m вещества, выделившегося на катоде, вычисляют, исходя из зависимости его от площади поперечного сечения катода (при неизменной длине катода)
m = ρlΔS, (3)
где ρ плотность материала вещества, из которого изготовлен катод.
Подставив значение изменения площади поперечного сечения из формулы (2) в формулу (3), получим окончательное выражение для нахождения массы выделившегося на катоде вещества по измеренным значениям его электросопротивления
Таким образом, прирост массы вещества, происходящий в ходе электролиза на катоде 1, можно найти путем измерения сопротивления катода до и после электролиза при помощи моста 5.
Таким образом, прирост массы вещества, происходящий в ходе электролиза на катоде 1, можно найти путем измерения сопротивления катода до и после электролиза при помощи моста 5.
В формуле (4) пренебрегли сопротивлением соединительных проводов. Если учесть, что их вклад в измеряемое мостом 5 сопротивление одинаков в обоих случаях, то формулу (4) нужно записать в следующем виде:
где R0 сопротивление соединительных проводов.
где R0 сопротивление соединительных проводов.
В ходе постановки эксперимента по предложенному способу выяснилось, что поверхность катода без его вращения получается шероховатой, что вызывает значительный разброс значений его электрического сопротивления. Поэтому в окончательной схеме реализации предлагаемого способа катод приводится во вращательное движение электродвигателем 6 (фиг. 2), имеющим частоту 60 об/мин.
Электрохимический эквивалент K вещества, выделяющегося на катоде, определяют по известной формуле
K m/(It), (6)
где I сила тока, протекающего через электролит, измеряемый амперметром 7;
t время его протекания, измеряемое секундомером (не показан).
K m/(It), (6)
где I сила тока, протекающего через электролит, измеряемый амперметром 7;
t время его протекания, измеряемое секундомером (не показан).
По вычисленному значению K определяют величину числа Фарадея F по формуле
F M/(KZ), (7)
где M молярная масса вещества катода (для меди составляет 63,54 г/моль);
Z его валентность (для Z 2).
F M/(KZ), (7)
где M молярная масса вещества катода (для меди составляет 63,54 г/моль);
Z его валентность (для Z 2).
Заряд одновалентного иона (элементарный заряд) находим по формуле
e F/N, (8)
где N 6,026•1026 моль-1 число Авогадро.
e F/N, (8)
где N 6,026•1026 моль-1 число Авогадро.
Полученные результаты измерения сопротивления катода и вычисленные по этим данным приросты масс катода и соответствующие значения электрохимического эквивалента приведены в таблице (ρ = 8900 кг/м3; ρo = 1,7•10-7 Ом•м; l = 10,5 см).
Инструментальная погрешность определения электрохимического эквивалента составляла 5,5%
Расхождение между экспериментально полученным средним значением из пяти опытов (0,350 мг/Кл) и табличным значением (0,330 мг/Кл) составило 6,2%
Дополнительного снижения погрешности можно добиться графическим способом обработки результатов.
Расхождение между экспериментально полученным средним значением из пяти опытов (0,350 мг/Кл) и табличным значением (0,330 мг/Кл) составило 6,2%
Дополнительного снижения погрешности можно добиться графическим способом обработки результатов.
На фиг. 3 показан график зависимости массы выделяющегося вещества m от прошедшего через электролит заряда. Вычисленное из графика значение электрохимического эквивалента составило 0,341 мг/Кл. Сравнение этого значения с табличным показывает еще меньшее расхождение их между собой (3,2%).
Таким образом, предлагаемый способ вполне может быть использован для вычисления таких параметров как электрохимический эквивалент, число Фарадея, заряд одновалентного иона (элементарный заряд).
Claims (1)
- Способ определения параметров электролиза, при котором катод выполняют из материала, аналогичного осаждающемуся на нем, измеряют параметры катода до и после прохождения электрического тока через электролит и вычисляют прирост массы катода, отличающийся тем, что катод изготавливают в виде цилиндра, приводят его во вращательное движение относительно продольной оси и измеряют электрическое сопротивление катода до и после прохождения тока через электролит, при этом прирост массы вычисляют по формуле
где ρ - плотность материала, из которого выполнен катод;
ρo- удельное сопротивление катода;
l длина катода;
R1 и R2 электрическое сопротивление катода соответственно до и после прохождения тока через электролит.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103930A RU2094854C1 (ru) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Способ определения параметров электролиза |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103930A RU2094854C1 (ru) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Способ определения параметров электролиза |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95103930A RU95103930A (ru) | 1996-12-20 |
RU2094854C1 true RU2094854C1 (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20165762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95103930A RU2094854C1 (ru) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Способ определения параметров электролиза |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094854C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601921C2 (ru) * | 2015-06-17 | 2016-11-10 | Александр Яковлевич Гохштейн | Способ демонстрации индуцированного зарядом перехода металл-изолятор |
MD1228Y (ru) * | 2017-08-10 | 2018-01-31 | Владимир Анисимов | Устройство для демонстрации влияния типа материала анода на потребление электроэнергии при электролизе |
-
1995
- 1995-03-17 RU RU95103930A patent/RU2094854C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Калашников С.Г. Электричество, учебное пособие., 5 изд. - М.: Наука, гл. редакция физико-математической литературы, 1985, с. 110, 111, 400 - 403. 2. Авторское свидетельство СССР N 1640735, кл. G 09 B 23/18, 1991. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601921C2 (ru) * | 2015-06-17 | 2016-11-10 | Александр Яковлевич Гохштейн | Способ демонстрации индуцированного зарядом перехода металл-изолятор |
MD1228Y (ru) * | 2017-08-10 | 2018-01-31 | Владимир Анисимов | Устройство для демонстрации влияния типа материала анода на потребление электроэнергии при электролизе |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95103930A (ru) | 1996-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McCargo et al. | Range of Xe133 and Ar41 ions of keV energies in tungsten | |
EP2552936B1 (en) | Self-assembly of coatings utilizing surface charge | |
CN1322298A (zh) | 从复阻抗/导纳中确定电池特性的方法和装置 | |
Ge et al. | Ion exchange properties of polypyrrole | |
Dai et al. | The dependence of lithium transference numbers on temperature, salt concentration and anion type in poly (vinylidene fluoride)–hexafluoropropylene copolymer-based gel electrolytes | |
RU2094854C1 (ru) | Способ определения параметров электролиза | |
Zhang et al. | Reliable impedance analysis of Li-ion battery half-cell by standardization on electrochemical impedance spectroscopy (EIS) | |
Kaufman et al. | Onset of fractal growth: statics and dynamics of diffusion-controlled polymerization | |
Tanguy et al. | Overdoping and the capacitive effect in polypyrrole | |
Skapin et al. | Detection of highly conductive pathways in LiMn2O4–carbon black composites for Li ion batteries by microcontact impedance spectroscopy | |
Goldman et al. | Corona corrosion of aluminum in air | |
JP3968297B2 (ja) | コンクリート内部の鉄筋腐食計測方法 | |
Ahmadi et al. | Different morphologies of polypyrrole produced by flow-through and batch electropolymerizations: application in electrochemically controlled in-tube solid phase microextraction | |
Barker et al. | Differential capacity as a spectroscopic probe for the investigation of alkali metal insertion reactions | |
EP0332933B1 (de) | Verfahren zur elektrischen Messung der Konzentration von Säuren | |
Hardy et al. | Flexible probe for measuring local conductivity variations in Li-ion electrode films | |
US3528778A (en) | Method for the determination of acid concentrations | |
Borkowska | Metal—solvent interactions at the electrode—solution interface: An experimental approach | |
CA2093710A1 (en) | Rotating Cylinder-Throwing Power Electrode | |
Plett et al. | Ionic conductivity of a single porous MnO 2 mesorod at controlled oxidation states | |
Jayadevimanoranjitham et al. | Poly O-Cresophthalein complexone film coated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs-POCF) modified electrode for determination of mercury | |
Kemula | The application of stripping processes in voltammetry | |
RU2808661C1 (ru) | Способ прогнозирования удельной емкости графитового анодного материала литий-ионного аккумулятора | |
US5630919A (en) | Electrode for conductivity cells comprising high surface area metal foil | |
Ouyang et al. | Determination of concentration of saturated ferrocene in aqueous solution |