Hvordan øke spenning i en elektrokjemisk celle

Hvordan øke spenning i en elektrokjemisk celle


Potensialet i en elektrokjemisk celle er ofte vurdert i forhold til standarden potensial, spenning i forhold til en hydrogenelektrode under standardbetingelser (alle konsentrasjoner er en molar, alle faste stoffer og væsker som er rent, er trykket 1 bar, etc). Endring av disse forholdene endres spenningen i cellen. Forandring av temperaturen, for eksempel, kan endre spenningen, men dette er ikke særlig praktisk for de fleste anvendelser. Endre konsentrasjoner er kanskje en bedre måte. Det følgende eksperiment vil vise deg hvordan dette fungerer.

Bruksanvisning

1 Ta på deg hansker og vernebriller / vernebriller. Holde dem på for resten av forsøket.

2 Oppløs 6,3 g kobbersulfat i 50 ml vann i en begerglass, deretter oppløse 6,5 g sinksulfat i 50 ml vann i den andre.

3 Legg 100 ml KNO 3 til den tredje begerglass og bringe det nesten til koking på en varm plate. Slå av kokeplaten.

4 Tilsett 2 g agar-pulver til KNO3-løsning og omrørt for å oppløses.

5 Raskt, men forsiktig fylle opp-ned U-tube med agar / KNO3 løsning, slik at omtrent en åttendedel av en tomme i luftrom i begge ender.

6 Stuff en bomulls plugg inn i de to endene av U-tube; sørge for at en liten bomulls stikker fra endene. Hell litt av agar / KNO3 løsning over denne overflødig bomull.

7 Tillat den U-røret for å avkjøle inntil innholdet har stivnet.

8 Invertere den U-røret, slik at den ene enden står i hver av de to begre - sinksulfatet begerglasset og den kobbersulfat begeret - at man fremstilt tidligere.

9 Rengjør overflaten av sink stripen og din kobber stripe med sandpapir. Det er ikke nødvendig å skrubbe dem før de slites ned; bare en rask gni vil være nok.

10 Dypp sink remsen i sinksulfatoppløsningen og kobberstrimmelen i kobbersulfatoppløsningen.

11 Koble de to ledningene til voltmeter til de to strimler. Sørg for at du leser en positiv spenning. Hvis du leser en negativ spenning, må du reversere fører. Hvis du ikke leser noen spenning, dobbeltsjekke alle trinnene du har utført så langt for å sørge for at du gjorde dem riktig.

12 Midlertidig koble ledningene og legge til enda et par gram kobber sulfate til kobber beger. Rør for å oppløse.

1. 3 Koble til voltmeter. Spenningen skal ha økt.

Hint

  • Spenningen fra en elektrokjemisk celle er gitt ved Nernst-ligningen, E = Es - (RT / nF) ln Q. Her, E er cellepotensialet, er Es cellepotensialet under standardbetingelser, R og f er konstanter, er T temperatur, n er antall mol elektroner overført ved reaksjonen, og Q er reaksjons kvotienten. For en sink / kobber-celle, Q = konsentrasjon av sinkioner / konsentrasjon av kobberioner. Legg merke til at hvis du øker konsentrasjonen av sinkioner mens du holder kobber konstant, vil du redusere cellepotensialet; hvis man øke konsentrasjonen av kobberioner ved å holde sink konstant, på den annen side vil man øke cellepotensialet.