الکتروگراویمتری

[azarafrooz 14221]

مقدمه اين پديده در سلولی به نام سلولهای الکتروليتی انجام می گيرد و شامل دو الکترود است که هر يک توسط يک رشته سيم رسانا به يک قطب باتری متصل شده اند و درمحلول الکتروليت مناسب قرار می گيرند.

واکنشی که درسلول الکتروليتی انجام می گيرد انرژی خواه بوده ودرنتيجه محتوای انرژی فراورده بالاترازواکنش دهنده ها می باشد. باتری قرارگرفته درمدار نقش يک پمپ الکترون را داردکه با صرف کار الکتريکی، الکترون را از آند گرفته و در اختيار کاتد قرار می دهد.

 

 

بايد درنظر داشته باشيد که :

۱ـ در کاتد همواره عمل کاهش صورت می گيرد با اين تفاوت که درسلولهای گالوانی نقش قطب مثبت داشته، اما در سلولهای الکتروليتی به قطب منفی مولد متصل می شود.

۲ـ درآند که همواره عمل اکسايش انجام می گيرد درسلول گالوانی نقش قطب منفی را دارد. در حالی که درسلول الکتروليتی بايد به قطب مثبت متصل شود.

ازالکتروليزبرای آبکاری با فلز، تصفيه فلزها، استخراج فلز، تجزيه مواد و... استفاده می شود.

تعریف جدیدی از الکترولیز با استفاده از جریانات ولتاژ بالا

الکتریسیته که همان حرکت الکترونها دریک مدار بسته می باشد که دریک پیل خشک الکترونها در اثر انجام واکنش در پیل تولید و آزاد و یک الکترون تولید شده توانسته درمدار حاصل بین دو قطب + و- آن پیل از قطب - به طرف قطب + حرکت نماید که این حرکت الکترون یا الکترونها باعث ایجاد الکتریسیته درآن مدار شده. در واقع علم فیزیک براین باور است که تنها حرکت الکترون دراین چرخه باعث وبانی ایجاد

التریسیته می باشد. درحالیکه این چنین نیست. اکنون جهت تثبیت خلاف قوانین فیزیک در الکتریسیته با جریان ایجاد شده عمل الکترولیز را انجام می دهیم که برما روشن شود تنها حرکت الکترونها ایجاد گر جریان الکتریسیته نمی تواند باشد، بلکه به قول علم فیزیک پرتونها هم در این جریان درحرکت هستند کهما حرکت آنها را نادیده گرفته ایم. به زبان سادتر باید گفت در الکتریسیته ایجاد شده دریک منبع مولد، هم الکترونها درحرکت هستند هم هسته یا بنیادهای مثبت یک اتم. الکترولیز با جریان ایجاد شده را انجام می دهیم همچنان که در الکترود + یا آند تنها عمل الکترون گیری صورت می گیرد و در الکترود منفی عمل الکترون دهی درکاتد که نقش الکترون دهی انجام می دهد، مولکول آب توانسته یک H+راازدست داده که این H+با گرفتن الکترون از کاتد بصورت H خنثی با H خنثی تولیدی دیگر، اتم گازی هیدروژن را حاصل داده است. اما در اینجا ما دو تا الکترون درO2- داریم که توانسته در الکترود + آنها را از دست بدهد وگاز اکسیژن را حاصل كند که در آند آزاد یا در محلول حل می شود. درحالی که این چنین نبوده و نیست. در عمل ایجاد تولید الکتریسیته در واقع ما دو نوع حرکت را در مدار ایجاد شده داریم: حرکت بنیادهای منفی یا الکترونها و حرکت بنیادهای مثبت یا پرتونها.

 

عمل و آزمایش الکترولیز در واقع این گونه انجام می گیرد. درکاتد بنیادهای منفی جریان الکتریسیته تولید شده ازمنبع مولد آن توسط هیدروژنها در اتم نه مولکول آب جذب و اتم هیدروژن را حاصل كرده است. (درواقع چهار لایه مثبت هیدروژن از هفت لایه اتم آب به میزان n' تعداد ذره + از nتعداد ذره + هیدروژن در یک اتم آب جدا و با nتعداد ذره منفی تولید شده درکاتد جریان حاصله، توانسته اتم هیدروژن n' ذره + از اتم آب و n تعداد ذره - از جریان تولیدی را حاصل و بصورت گاز هیدروژن درکاتد خارج شود.)

 

ازطرفی از اتم آّب بنیان + ازدست داده این عمل گرفتن بنیانهای + یا هیدروژن تا آنجايی ادامه می یابد که اتم آب مورد بحث، كاملاً بنیادهای مثبت خود را از دست داده و تنها بنیاد های منفی آن باقی می ماند که بصورت رادیکالی در محیط باقی مي مانند که بطرف آند حرکت مي كنند تا در آنجا کسب پروتون یا بنیاد مثبت بنماید. اما در الکترود مثبت یا آند این اتفاقها می افتد: حضور بنیادهای مثبت یا پرتونها درالکترود آند باعث جذب بنیادهای منفی اتم آب اطراف خود شده که باگرفتن بنیادهای منفی ازاتم هفت لایه ای آب میزان n'تعداد ذره منفی از n تعداد ذره منفی یا بنیان اکسیژن آب گرفته و اتم اکسیژن n'تعداد ذره منفی گرفته از n تعداد ذره منفی بنیان اکسیژن آب با n تعداد ذره مثبت از الکترود آند اتم اکسیژن را حاصل که یا بصورت گاز درآند آزاد، یا در محلول حل می شود. ازطرفی بنیانهای هیدروژن+ باقی مانده از اتم آب چون تحت هیچ شرایطی حالت رادیکالی به خود نمی گیرند به الکترود آند حمله ور شده و آن را هیدرید می نمایند. هیدرید های آند به همین دلیل در کاتد با از دست دادن هیدروژن درکاتد احیا می شوند.

 

وسايل و مواد مورد آزمايش:

پيل توري شكل- هيتر- بورت- بشر- پيپت و پوآر- قيف- H2SO4 – HNO3 - آب مقطر- مگنت- دستگاه الكتروليز-

 

 

شرح انجام آزمايش:

در ابتدا يك بشر بزرگ بر مي داريم. داخل آن 2 ميلي ليتر اسيد سولفوريك و 0.7 ميلي ليتر اسيد نيتريك مي ريزيم. بعد داخل آن مقداري سولفات مس مي ريزيم. در ادامه پيل توري شكل را داخل بشر بزرگ مي گذاريم و تا جايي كه پيل قرار دارد آب اضافه مي كنيم. ولتاژ دستگاه الكتروليز را روي 2.3 و جريان را روي 1.4 تنظيم مي كنيم. بعد به مدت 30 دقيقه صبر مي كنيم تا رسوبات مس روي توري بنشيند. در طي آزمايش جريان به 1.6 مي رسد و روي آن ثابت مي ماند. از اين راه مي فهميم كه آزمايش كامل انجام شده است. و از آنجايي كه وزن توري را قبل و بعد از رسوب گيري داريم محاسبات را انجام مي دهيم

 

 

نتيجه گيري:

 

از اين آزمايش نتيجه مي گيريم وقتي كه حباب هايي روي ديواره توري ايجاد مي شود و به سمت بالا مي آيد نشان از اكسايش آب مي باشد و گاز خارج شده O2 مي باشد.و وقتي حباب ها كاهش مي يابد نشان از پايان واكنش ميباشد.

 

 

منابع:

 

1-دستور كار آزمايشگاه تجزيه 2

2-Google- الكتروگراويمتري

3-كتاب تجزيه ي 1و2 – نويسنده:دكتر مقيمي- انتشارات:پوران پژوهش

4-كتاب روش هاي عملي آزمايشگا هي آلي وگل