Determinazione qualitativa del potere ossidante e riducente di alcuni elementi metallici, Determinazione della carica elettrica dell'elettrone, Galvan

Determinazione qualitativa del potere ossidante e riducente di alcuni elementi metallici

• Materiali

Becker da 100 ml; lamine metalliche; soluzioni saline degli stessi metalli.

• Procedimento

In un becker contenente una soluzione salina di un metallo si immerge per qualche minuto una lamina di un altro metallo. Alla fine si osserva la trasformazione subita dalla lamina, la colorazione più o meno intensa della soluzione e l'eventuale formazione di precipitati metallici sul fondo del becker.

Se non accade nulla la lamina metallica è già allo stato ridotto.

Si procede nello stesso modo effettuando tutte le combinazioni possibili tra le soluzioni a disposizione e le lamine metalliche. In base alle osservazioni si crea una tabella qualitativa in cui i metalli presi in considerazione vengono presi in ordine crescente di tendenza a ridursi.

Determinazione della carica elettrica dell'elettrone

• Materiali

Voltametro di Hoffmann; generatore di corrente continua; soluzione acquosa di acido solforico 5%; sostegno e cavi; amperometro; termometro; barometro; cronometro.

• Procedimento

Si monta il voltametro inserendo gli elettrodi nei fori dei due tubi laterali. Si inserisce l'amperometro nel circuito. Si riempie l'apparecchio con la soluzione acida lasciando i rubinetti laterali aperti. Non appena il liquido giunge al suo livello, i rubinetti si chiudono automaticamente.

Si collegano gli elettrodi al generatore di corrente continua e si accende lo stesso. Si cronometra il tempo di elettrolisi per 5 minuti leggendo sull'amperometro l'intensità di corrente.

Avvengono le seguenti reazioni:

4H₂O + 4 e^- à 2H₂ + 4OH^- Catodo (-)

2H₂O à O₂ + 4H⁺ + 4 e^- Anodo (+)

6H₂O à O₂ + 2H₂ + (4H⁺ + 4OH^-) = 4H₂O

↓

2H₂O à O₂ + 2H₂

Determinare ml H₂ prodotti (volume), temperatura, pressione (MnHg), intensità di corrente (A), tempo (secondi = 300 sec), pressione dell'acqua.

Q (coulomb) = i * t = 0,300 * 300 = 90 C

PH₂ = Patm - PH₂O = 744 - 18,07 = 725,93

Num moli H₂ = (PH₂ * VH₂) / R * ( T + 273,15) * 760 = 4,046

Il volume deve essere sottratto per 1000 per ottenere i litri (dm³)

Num atomi H₂ = Num moli * Num Avogadro * 2 = 4,046 * 6,022 * 10²³ * 2 = 4,87 * 10^-2

Q elettrone = q / num atomi H₂ = 90/ (4,87 * 10^-2) = 1,85 * 10^-l9

Galvanostalgia e Verifica della II legge di Faraday

• Materiali

Soluzione solfato di rame CuSo₄ 20%; lamina di rame; oggetto metallico da ricoprire; soluzione di idrossido; soluzione di acido cloridrico, acetone; generatore di corrente continua, amperometro; cavi; becker; bilancia; cronometro.

• Procedimento

Si strofina con un batuffolo di cotone immerso in acetone l'oggetto da ricoprire. In seguito si immerge l'oggetto in una soluzione di acido cloridrico e successivamente in una di idrossido di sodio. Alla fine si lava con acqua distillata, si asciuga, e, senza toccarlo con le dita, si pesa annotandone la massa.

Si riempie un becker con una soluzione di solfato di rame 23% e si immerge in essa una lamina di rame collegata mediante un cavo al polo positivo del generatore. L'oggetto da ricoprire viene anch'esso immerso nella soluzione collegandolo con un cavo al polo negativo. Si collega in serie anche il tester per leggere l'intensità di corrente durante il processo.

Si accende il generatore e si cronometra il tempo di 15-20 minuti annotando anche l'intensità di corrente nel circuito. Al termine si collega il generatore, si preleva l'oggetto ricoperto con una pinzetta e lo si lava con acetone. Si lascia asciugare e si pesa l'oggetto.

Si verifica la seconda legge di Faraday

Q = i * t = 2,70 * 900 = 2430 C

Me Cu = 63,54 / 2

96500: Me Cu = q : Xg Cu    à x = 31,77g

2430 * 31,77 / 96500 = 0,8 g Cu depositati.