11 класс
Лабораторная работа №1
Изготовление гальванического элемента и испытание его в действии
Цель работы
Изготовить простейшую модель гальванического элемента и исследовать зависимость напряжения на его выводах от материала электродов и вещества электролита.
Оборудование
Набор но электролизу «Электролит», вольтметр, соединительные провода, стаканы с раствором поваренной соли и кипячёной водой, лимонная кислота, ключ.
Необходимые сведения
Одним из наиболее простых гальванических элементов является элемент Вольта. Он состоит из медной и цинковой пластин, погружённых в слабый раствор серной кислоты. Медная пластина при этом заряжается положительно, а цинковая — отрицательно.
В опыте используют раствор поваренной соли в воде (3 г NaCl на 100 мл H2O). Эксперимент проводят с набором по электролизу, в состав которого входит круглая кювета с закреплённым в центре медным электродом и два съёмных электрода из меди и цинка, которые вешают на её бортик (рис. 1). В дополнение к ним используют самодельный электрод из графита. Его изготавливают из кусочка карандашного грифеля и провода с оголёнными концами. Один конец провода прикручивают к грифелю, а второй — подключают к внешней цепи.
Подготовка к работе
1. Ответьте на следующие вопросы:
• Почему металлическая пластина, находясь в электролите, приобретает электрический заряд?
• Всякая ли жидкость является электролитом?
• Почему для гальванического элемента используют электроды из разных материалов?
2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений.
| Номер опыта | Материалы электродов | Раствор поваренной соли | Кипячёная вода | Раствор лимонной кислоты |
| 1 | Медь — цинк | |||
| 2 | Графит — цинк | |||
| 3 | Графит — медь | |||
| 4 | Медь — медь |
Порядок выполнения работы
Задание 1. Исследование зависимости напряжения на электродах от материала, из которого они изготовлены.
1. Закрепите на бортике кюветы цинковый электрод и заполните её раствором поваренной соли.
2. Соберите установку, принципиальная схема которой показана на рисунке 2. На схеме через Э1 обозначен центральный электрод кюветы (медный), через Э2 — электрод на бортике. Ключ должен быть разомкнут.
3. Соедините гнездо вольтметра, отмеченное знаком « + », с центральным электродом кюветы.
4. Замкните ключ и измерьте напряжение на электродах.
5. Повторите опыт, используя вместо центрального медного электрода самодельный графитовый. При этом медный электрод отключают, а в кювету рядом с ним помещают грифель.
6. Повторите опыт с графитовым и медным электродами и двумя медными электродами.
7. Сделайте вывод о том, при каком сочетании электродов напряжение между ними было наибольшим.
Задание 2. Исследование зависимости напряжения на электродах от вещества электролита.
1. Соберите экспериментальную установку, как описано в задании 1, заполнив кювету кипячёной водой, взятой при комнатной температуре.
2. Измерьте напряжение между парами электродов при сочетании их материалов, указанных в таблице.
3. Добавьте в кювету лимонной кислоты и повторите измерения напряжения с теми же парами электродов.
4. Сделайте вывод о зависимости напряжения на электродах от вещества электролита. Укажите, при каком сочетании электродов и электролита вольтметр показывал наибольшее напряжение.
