Методические рекомендации Форма и указания ф со пгу



бет5/13
Дата19.01.2023
өлшемі0.6 Mb.
#417257
түріМетодические рекомендации
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
Байланысты:
62715-1
А. С. Пушкин. Моцарт и Сальери
Р ис.1 Изменение показателей электролиза цинка во времени при постоянной силе тока.



Практически выделение цинка на катоде и регенерация серной кислоты на аноде идет С току меньшим 100%. Вследствие этого фактическое изменение содержания цинка (кислоты) в растворе несколько отличается от теоретического. В каждый отдельный момент, электролиза выход по току может быть определен из отношения отрезков ординат фактического и теоретического изменения концентраций (рис.1).


По мере электролиза содержание кислоты в электролите и электропроводность раствора увеличивается, напряжение на ванне - снижается. Удельный расход электроэнергии вначале электролиза также уменьшается, но затем, вследствие падения выхода по току для цинка при большой кислотности, начинает увеличиваться. В результате кривая удельного расхода электроэнергии образует минимум.
Приборы и материалы
1. Лабораторная установка (рис. 2).
При выделении на катоде 65,38 г цинка на аноде регенерируется стехиометрические 98,08 г серной кислоты. Контроль за электролизом ведем по изменению концентрации серной кислоты.

2. Электролит состава (объем - 2 л):


a) Zn - 60 г/л б) Zn - 120 г/л
Мп-2 г/л Мп-2 г/л
H2SO4 - 120 г/л H2SO4 - 120 г/л

  1. Титровальная установка.

  2. Реактивы: - метилоранж; 0,05М раствор


Рис. 2 Установка для изучения электролитического осаждения цинка из растворов:



  1. - регулятор напряжения; 5 - катод;

  2. - понижающий трансформатор; 6 - два анода;

  3. - выпрямитель; А - амперметр;

  4. - ванна; V - вольтметр

постоянного тока.
Порядок выполнения и содержание работы
В электролизную ванну устанавливается два свинцовых анода и один алюминиевый катод. Перед загрузкой ванна и электроды должны быть тщательно вычищены и промыты, а катоды отполированы наждачной бумагой и изолированы по краям резиновыми трубками. Последнее необходимо для обеспечения сдирки осадка. Приготовленные электроды устанавливаются в ванне, причем обращается особое внимание па достижение их вертикального положения.
Затем рассчитывается и готовится электролит. Для этого используется имеющийся в лаборатории чистый концентрированный раствор сульфата цинка. Состав электролита приведен выше.
Затем собирается электрическая схема установки (см рис 2)
Она состоит из регулятора напряжения (1), понижающего трансформатора (2), выпрямителя (3), ванны (4) в которой установлен катод (5) и два анода (6), амперметра (А) и вольтметра (V). Все электрические соединения должны быть выполнены на плотных медных контактах и изолированных проводниках. При сборке магнитоэлектрических приборов необходимо обращать внимание на их полярность.
Сила тока регулируется при помощи реостата по показаниям амперметра.
Перед началом опыта контакты зачищают. Аноды и катод тщательно очищают, катод взвешивают. Измеряется площадь катода, которая будет погружена в электролит и, исходя из заданной плотности тока, рассчитывается необходимая сила тока. При определении площади катода надо учитывать, что обе его стороны являются рабочими.
Затем собирается схема, в ванну заливается электролит и включается ток.
В процессе электролиза надо следить за силой тока и поддерживать ее постоянной.
Электролиз ведут в течение заданного времени, после чего катоды извлекаются из ванны, промываются в проточной воде и сушатся сначала фильтровальной бумагой, затем в шкафу. Снятый цинковый осадок взвешивают. Измеряется площадь цинкового осадка и подсчитывается катодная плотность тока ( в А/м2 ). Затем разобрав ванну, убрав рабочее место и сдав его лаборанту, производят обработку экспериментальных данных. При этой обработке необходимо провести графическую интерпретацию данных опыта по схеме рис.1, определить выход по току и расход электроэнергии ( в квт·ч/т цинка).
В течении электролиза осуществляется контроль концентрации кислоты путем отбора проб и анализа их методом титрования. Для этого отбирают пипеткой пробу анализируемого раствора 5 мл, помещают в коническую колбу на 250 мл, разбавляют дистиллированной водой до 100 мл, добавляют несколько капель индикатора (метилоранж) и титруют 0,05М раствором . Конец титрования определяют по переходу окраски раствора из слабо- розового в желтую. Количество раствора соды, пошедшего на титрование пробы, записывают
Концентрацию кислоты рассчитывают по формуле:
, моль/л
где:
= 0,5
- объем пробы, 5 мл;
- объем раствора соды, пошедшей на титрование пробы раствора, мл. Полученные данные заносят в таблицу1.

Обработка данных


1. Определяем силу тока:
I = S·i
где: S- площадь катода (с двух сторон), м² ;
i - катодная плотность тока, А/м² (задается преподавателем).
2. Определяем выход по току:

где: m - масса осадка цинка на катоде, г;
q - электрохимический эквивалент Zn = 1,219 г/А·ч;
I - сила тока, А;
t - время электролиза, ч.

3. Определяем расход электроэнергии на единицу катодного цинка:


W = (кВт·ч/т)
где: U- напряжение на ванне, В.
Исходные данные: концентрация Zn, концентрация H2SO4.
Результаты эксперимента заносятся в таблицу.

Таблица


Время электролиза

Т °С

i, А/м2

U,B

I,А

,
г/л

CH2SO4
г/л


г/л

η,%

W,
кВт·ч/т

30'




























60'




























90'




























120'




























150'




























180'




























Отчет по работе должен содержать:


- краткие сведения по теории электролиза;
- схему установки с кратким описанием деталей
- экспериментальные данные в виде вышеприведенной таблицы наблюдений;
- расчетную и графическую обработку экспериментальных данных.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13




©melimde.com 2023
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
Сабақтың тақырыбы
бойынша жиынтық
жиынтық бағалау
Сабақ тақырыбы
Сабақтың мақсаты
бағдарламасына сәйкес
тоқсан бойынша
ғылым министрлігі
сәйкес оқыту
бағалауға арналған
Реферат тақырыбы
Сабақ жоспары
оқыту мақсаттары
жиынтық бағалауға
арналған тапсырмалар
білім беретін
бағалау тапсырмалары
Қазақстан республикасы
Қазақстан тарихы
жиынтық бағалаудың
мерзімді жоспар
тоқсанға арналған
республикасы білім
Жалпы ережелер
бекіту туралы
нтізбелік тақырыптық
жалпы білім
арналған жиынтық
болып табылады
Қазақстан республикасының
Зертханалық жұмыс
арналған әдістемелік
Мектепке дейінгі
оқыту әдістемесі
рсетілетін қызмет
Қазақ әдебиеті
Қысқа мерзімді
бағалаудың тапсырмалары
Инклюзивті білім
білім берудің
тақырыптық жоспар
пәнінен тоқсанға
атындағы жалпы
туралы жалпы
қызмет стандарты
пайда болуы
әдістемелік ұсыныстар
Жұмыс бағдарламасы
қарым қатынас
коммуналдық мемлекеттік
емтихан сұрақтары