Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
LOGISTYKA
I ROK
Beata Kozłowska
grupa L3
05.03.2009
Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych
Ocena
1. Wprowadzenie
lDysocjacja – proces rozpadu drobin związków chemicznych na jony pod wpływem rozpuszczalnika. Rozpad ten jest obserwowany przede wszystkim dla wodnych roztworów zasad, kwasów i soli. W tym procesie powstają jony:l
a) dodatnie (kationy) – jony metalu lub wodoru,
b) ujemne (aniony) – reszta kwasowa lub grupy wodorotlenowe OH
lRekombinacja – proces przeciwny do dysocjacji elektrolitycznej, tzn. spotykanie się, będących w ciągłym ruchu jonów o znakach przeciwnych.llDysocjacja nigdy nie jest całkowita i ilość zdysocjowanych drobin zależy między innymi od temperatury, stężenia roztworu i rodzaju rozpuszczalnika.llDrobiny związków chemicznych o wiązaniu jonowym w środowisku o dużej przenikalności elektrycznej łatwo ulegają rozpadowi na jony. Wynika to z osłabienia sił kulombowskiego oddziaływania między jonami w drobinie.lSiła oddziaływania kulombowskiego:
Wartość tej siły jest proporcjonalna do , a więc duża wartość sprzyja dysocjacji.
lStopień dysocjacji – stosunek liczby drobin dysocjowanych N do całkowitej liczy drobin N0 w roztworze:llElektroliza – proces elektrochemiczny, w którym doprowadzona z zewnątrz energia elektryczna zostaje zużyta na przeprowadzenie przemian chemicznych związanych z przepływem ładunków elektrycznych przez elektrolit i przebiegających na powierzchni elektrod.llReakcje wtórne – reakcje, które zachodzą między produktami rozpadu a elektrodami lub rozpuszczalnikiem.llPrzewodnictwo większości elektrolitów rośnie ze wzrostem stężenia roztworu, osiągając maksimum, po czym maleje (zależy od stopnia dysocjacji elektrolitu). Ważny wpływ na przewodnictwo ma też temperatura – jej wzrost powoduje wzrost ruchliwości jonów i stopnia dysocjacji. lla) przewodniki I rodzaju – metale,lb) przewodniki II rodzaju – elektrolity.
lI prawo Faradaya: Każdy docierający do elektrody jon niesie zarówno ładunek, jak i masę, a produkty rozkładu elektrolitycznego pojawiają się wyłącznie na powierzchni elektrod, więc ilość masy substancji wydzielonej na elektrodzie jest proporcjonalna do przeniesionego przez elektrolit ładunku Q:lm = kQ,
*ponieważ Q = It
więc m = kIt
gdzie:
k – współczynnik proporcjonalności (równoważnik elektrochemiczny),
I – natężenie,
t – czas trwania elektrolizy,
m – masa.
*przy założeniu, że przez elektrolit przepływa stały prąd o natężeniu I w czasie trwania elektrolizy.
lII prawo Faradaya: Masa substancji wydzielonej na elektrodzie z dowolnego roztworu mają się do siebie jak równoważniki chemiczne tych substancji, czyli:lgdzie:
m1, m2 – wydzielone masy,
R1, R2 – równoważniki chemiczne, przy czym gdzie A – masa atomowa,
W – wartościowość
Ponieważ z I prawa: m = kIt, równanie można przekształcić do postaci:
pod warunkiem, że ładunek przeniesiony w trakcie obu tych elektroliz jest jednakowy I1t1 = I2t2
(Q1 = Q2
Można więc zapisać, że :
gdzie:
a - współczynnik proporcjonalności zapisywany również w postaci a = 1/F.
Ostatecznie powyższe równanie można zapisać w postaci :
gdzie:
F – jest wielkością stałą i nosi nazwę stałej Faradaya.
Po przekształceniu pierwsze prawo Faradaya opisuje równanie:
skąd możemy obliczyć stałą Faradaya :
2. Tabela pomiarów
t [ s ]
I [ A ]
0
0,59
180
0,59
360
0,60
540
0,59
720
0,59
900
0,59
1080
0,60
1260
0,60
1440
0,59
1620
0,60
1800
0,60
I śr [A ]
0,595
m1 [ g ]
96,77
m2 [ g ]
97,15
m2 – m1 [ g ]
0,38
3. Przebieg ćwiczenia
Wyznaczamy powierzchnię katody, a następnie natężenie prądu tak by 1 A przypadał na 1 dm2 Następnie oczyszczamy katodę papierem ściernym, opłukujemy pod bieżącą wodą i suszymy suszarką. Za pomocą wagi elektrycznej wyznaczamy masę katody. Po czym montujemy układ wg schematu. Notujemy 10 pomiarów jak zmienia się natężenie prądu w odstępach co 3 minuty. Po skończeniu pomiarów ponownie płuczemy, suszymy i ważymy katodę. Wyznaczamy różnicę mas. Wyliczamy średnią wartość natężenia prądu w czasie trwania elektrolizy. Wyznaczamy współczynnik elektrochemiczny i stałą Faraday'a
4. Obliczenia
Na podstawie I prawa elektrolizy Faradaya które mówi, iż
można obliczyć wartość równoważnika elektrochemicznego k. Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:
po podstawieniu wartości z wykonanego ćwiczenia otrzymujemy równoważnik elektrochemiczny:
Stałą Faradaya można obliczyć korzystając z drugiego prawa Faradaya, które ma postać :
5. Niepewności pomiarów
Całkowita niepewność standardowa
Niepewność masy:
Δem=0,01g
Δdm=0,05g
Niepewność czasu:
Δet=2s
Δdt=0,02s
Niepewność natężenia:
ΔeI=0,01A
ΔdI=0,01A
- lNiepewność złożona dla :l
a) Stałej elektrochemicznej k:
b) Stałej Faradaya:
6. Wnioski
Dzięki przeprowadzonym doświadczeniu i uzyskanych danych wylicz...