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

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть использовано при проведении лабораторных работ в вузах и средних школах в курсе электричества.

Цель изобретения- повышение демонстрационных возможностей путем ускорения процесса измерения массы выделившегося на катоде вещества.

На чертеже изображен предлагаемый прибор.

Прибор содержит сосуд 1 с электролитом 2, в который погружены анод 3 и катод 4, электрически соединенные через ампер метр 5 и вольтметр 6 с источником питания 7. Катод 4 подвешен на электропроводящей нити 8 к рычажным весам со встроенными гирями. Сосуд 1 и рычажные весы установлены в корпусе 9 с дверцей 10. Нить 8 пропущена между упругими контактными пластинами 11, связанными с корпусом 9 и подключенными к отрицательному полюсу источника питания 7. Напротив пластин 11

на дверце 10 установлен конический упор 12, который вместе с пластинами 11 образует выключатель электрической цепи. Весы снабжены ручкой 13 изменения нагрузки и отсчетной шкалой 14.

Прибор работает следующим образом.

В исходном состоянии дверца 10 корпуса 9 закрыта и конический упор 12 входит в зазор между пластинами 11, разжимая их, При этом нить 8 свободно может перемещаться вертикально между пластинами 11, а электрическая цепь разомкнута.

Поворотом ручки 13 приводят плечи весов в состояние равновесия и снимают показания по шкале 14.

Учет действующей на катод выталкивающей силы со стороны электролита производится путем внесения поправочного коэффициента а, зависящего от формы катода, плотностей электролита и катода, а также конструктивных особенностей весов

ГПк О. ГПг,

где гпк - масса катода;

гпг показания весов.

Численное значение поправочного коэффициента «может быть получено расчет- ным путем или из эксперимента посредством эталонных взвешиваний.

Таким образом определяют первоначальную массу катода 4. После этого открывают дверцу 10 весов 9, что приводит к взаимному прижатию пластин 11, зажиму нити 8 и обеспечению электрического контакта между источником питания и катодом 4. Между катодом 4 и анодом 3 через электролит 2 потечет электрический ток, что вызовет осаждение катионов (выделение вещества) на катоде 4. В результате этого масса катода увеличится.

Время, в течение которого проходит электролиз, фиксируется при помощи секундомера (не показан). После прохождения требуемого времени t дверца 10 вновь закрывается, после чего производится измерение массы катода 4 так же, как было описано. Найдя разность масс электрода до и после пропускания тока, находят массу m

осажденного за время t вещества. В дальнейшем опыт повторяют.

Если нам известна величина силы I протекающего через электролит тока, то элект- рохимический эквивалент К вещества находится по формуле

к

m

l-t

Зная табличные значения молярной массы М и валентности Z вещества, осаждающегося на катоде, можем найти постоянную Фарадея F 15г- М

F -

Z К

Таким образом, прибор позволяет многократно определять массу выделившегося

на катоде вещества, не вынимая его из электролита. При этом также отпадает необходимость промывки и сушки катода перед взвешиванием, что не только ускоряет процесс измерений, но и повышает их точность

(при промывке часть веществ может быть смыта).

Формула изобретения Прибор для определения параметров электролиза, содержащий сосуд с электролитом, рычажные весы с гирями, секундомер, соединенные в электрическую цепь анод и катод, погруженные в электролит, амперметр, выключатель и источник питания, отличающийся тем, что. с целью

повышения демонстрационных возможностей путем ускорения процесса измерений массы выделившегося на катоде вещества, он содержит корпус с дверцей, в котором установлены весы и сосуд, связанную с весами электропроводящую нить, к которой подвешен катод, гири выполнены встроенными в весы, а выключатель состоит из двух упругих металлических пластин, зажимающих электропроводящую нить, связанных

ребрами с корпусом и подключенных к отрицательному полюсу источника питания, и конического упора, установленного на дверце с возможностью разжатия пластин при закрытии дверцы.

11

13

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть использовано для проведения лабораторных работ в курсе электричества. Цель изобретения - повышение демонстрационных возможностей путем ускорения процесса измерений массы выделившегося на катоде вещества. Прибор содержит сосуд 1 с электролитом 2, в который погружены анод 3 и катод 4, электрически соединенные через амперметр 5 и вольтметр 6 с источником питания 7. Катод 4 подвешен на электропроводящей нити 8 к рычажным весам со встроенными гирями. Сосуд 1 и весы установлены в корпусе 9 с дверцей 10. Нить 8 пропущена между упругими контактными пластинами 11. Напротив пластин 11 на дверце 10 установлен конический упор 12. В исходном состоянии дверца 10 закрыта и упор 12 входит в зазор между пластинами 11, освобождая нить 8 и размыкая электрическую цепь. Поворотом ручки 13 весов приводят плечи весов в состояние равновесия и по шкале 14 определяют массу катода 4. При открывании дверцы 10 пластины 11 зажимают нить 8 и обеспечивают электрический контакт между источником питания 7 и катодом 4. После пропускания тока через электролит измерения массы электрода 4 повторяют, не вытаскивая его из электролита. Массу осажденного вещества находят как разность масс катода 4 до и после пропускания тока. 1 ил.