Способ определения параметров электролиза Советский патент 1991 года по МПК G09B23/18 

W

Ё

Изобретение относится к способам проведения лабораторных работ по физике, в частности в курсе по электричеству. Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения массы выделившегося на катоде вещества. Способ включает измерение с помощью весов массы катода до и после пропускания через электролит электрического тока, причем катод выполняют из того же материала, что и выделяемый на нем в ходе электролиза, а массу катода тк измеряют при полном погружении его в электролит согласно формуле гпк (р к/Я к {Ъ ) mr- где р к и рз - плот.ности материала катода и электролита соответственно, тг - масса гирь на чашке весов. 1 ил

Изобретение относится к способам проведения лабораторных работ по физике и может быть использовано в вузах и средних школах в ходе изучения явления электролиза в курсе электричества.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения массы выделившегося на катоде вещества.

Существо способа заключается в том, что при определении параметров электролиза путем измерения массы выделившегося на катоде вещества, включающем измерение при помощи весов массы катода до и после пропускания через электролит электрического тока, массу катода измеряют при полном погружении его в электролит согласно формуле /°к

ГПк -mr,

РК-/ОЭ где т - масса катода;

/OK - плотность материала катода;

рэ - плотность электролита;

mr - показания весов (масса гирь на чашке весов), при этом катод выполняют из того же материала, что и выделяющийся на нем в ходе электролиза.

На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа.

Измерение массы погруженного в электролит 1 катода 2 осуществляют при помощи рычажных весов 3, к правому коромыслу которых прикреплен катод 2, а к левому коромыслу - чашка 4 с гирями 5. Подвод электрического напряжения к катоду 2 осуществляют через металлическую подвеску 6 и съемный контакт 7.

Чтобы вывести формулу для расчета массы электрода, погруженного в раствор электролита, воспользуемся условиями равновесия коромысла весов. Если правая и

О

&

v| СА) СЛ

левая подвески и чашки весов одинаковы, а плечи коромысла имеют одинаковую длину, то стрелка 8 весов находится в положении равновесия при условии равенства, сил натяжения, действующих на правое (Т) и левое (Т плечи коромысла (в силу натяжения входят и силы тяжести, действующие на чашки весов).

Как видно из схемы действующих сил, указанных на чертеже,

Т+Гд- тк ;(1)

1+ т г q 0 ,(2)

где - FA выталкивающая сила; тк - масса катода;

mr - масса гирь;

ускорение свободного падения. В .скалярном виде проекции сил дают Т ткд - FA ;(3)

T mrg.(4)

Так как левые части этих уравнений рав- ны.то

тк g - FA mr g(5)

Выталкивающая сила определяется по известной формуле

FA /%gVK (6)

где рэ - плотность электролита;

VK - объем погруженной части катода (при полном погружении - объем всего катода).

Учитывая, что VK тк/ р к (7), и, подста- вив в (6) и (5), получаем

m к ткд - рэ q pY mr q .

Решая полученное уравнение относи- тельно тк, получим Рк

тк-

тг

(8)

Рк-Рз

Таким образом, если известны плотности материала катода и электролита, то мае- су катода легко можно определить по массе гирь, находящихся на чашке весов.

По вычисленным согласно уравнению (8) массам катода легко вычисляют электрохимический эквивалент К осажденного материала

Атк Рк Атг I

-

к. -:-т-(9)

tРк-Рэ I t

где I - сила протекающего через электролит тока;

t - время его прохождения;

Am к и Amr - прирост масс катода и гирь соответственно в ходе пропускания тока через электролит.

Постоянную Фарадея F находят по формуле

п М M It . Рк-р

Z Дтг

Рк

(Ю)

где М - молярная масса вещества, которая осаждается на катоде; Z- его валентность.

Формула изобретения Способ определения параметров электролиза путем измерения массы выделяющегося на катоде вещества, включающий измерение при помощи весов массы катода до и после пропускания через электролит электрического тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, катод выполняют из того же материала, что и выделяющийся при электролизе, измерение массы проводят подвешиванием погруженного в электролит катода к весам с использованием формулы Р

ГПк mr

Рк-Рэ

где тк и mr - массы катода реальная и по показаниям весов, соответственно;

Р к и РЭ плотности материала катода и электролита соответственно.