C049 - Zestaw do elektrolizy - Elektrolizer

Oferowany elektrolizer umożliwia szybkie i dobrze zorganizowane przeprowadzenie doświadczeń związanych z elektrochemią, tak demonstracyjnych jak i ilościowych, wykonywanych przez ucznia pod okiem nauczyciela.

Budowa/Opis techniczny:
Na plastikowej podstawie o wymiarach 13 cm na 20 cm i wysokości 2,5 cm znajduje się szereg gniazd bananowych 4 mm, służących podłączeniu dołączonych lub też dodatkowych akcesoriów potrzebnych do przeprowadzenia doświadczeń. Na podstawie znajduje się również włącznik oraz żarówka 6,2 V. Plastikowe bezbarwne naczynie na elektrolit ma średnicę ok. 7 cm i wysokość ok. 8 cm. W skład zestawu wchodzi również zestaw czterech par elektrod: okrągłych grafitowych (średnicy 6,5 mm, długości 11 cm), oraz płaskich: miedzianych, cynkowych i ołowianych (wymiarów 2 cm szerokości na 10 cm długości). Do ich przytrzymania w roztworze elektrolitu służą dwa pręty zakończone z jednej strony wtykiem bananowym do umieszczenia w gniazdach podstawy, z drugiej zaś krokodylkiem przytrzymującym daną elektrodę.

Działanie:
Zasilanie 6 V napięcia stałego (źródłem np. Zestaw nr 96 lub Zestaw nr 93) podłączamy do pary gniazd najbliżej włącznika, dodatnim biegunem do czerwonego gniazda i ujemnym do czarnego.
Po lewej stronie znajduje się żarówka. Sygnalizuje ona przepływ prądu elektrycznego i limituje jego natężenie przy napięciu 6 V do ok. 0,5 A.
Żarówkę otaczają dwa gniazda bananowe zwarte żarówką – służą one ewentualnemu podłączeniu woltomierza do zmierzenia napięcia na niej lub też, w przypadku chęci użycia większego natężenia prądu (w granicach możliwości urządzenia), zwarciu przewodem.
Po prawej stronie znajdują się dwa gniazda oznaczone między nimi symbolem amperomierza – są one rozwarte i aby urządzenie działało należy je zewrzeć:

• albo włączyć w nie amperomierz prądu stałego (w przypadku zasilania 6 V i obecnej żarówce – o zakresie przekraczającym 0,5 A), na przykład Zestaw nr 268 lub Zestaw nr 46.
• albo, w przypadku braku amperomierza, zewrzeć je dołączonym krótkim przewodem bananowym (patrz zdjęcie powyżej).

W ostatnie (najbardziej odległe gniazda po obu stronach podstawy) wtykamy statywy z krokodylkami na elektrody, pod nimi zaś ustawiamy naczynie (patrz zdjęcie).
Zestaw ten możemy wykorzystać do wykonania kilku doświadczeń elektrochemicznych, oto przykładowe:
1. Elektroliza z elektrodami biernymi

• elektroliza roztworu soli: używając elektrod grafitowych możemy dokonać np. elektrolizy wodnego roztworu soli kuchennej, chlorku sodu NaCl. Na katodzie (elektrodzie ujemnej, z lewej strony) wydziela się wodór, na anodzie (dodatniej, z prawej) – chlor. Jest to doświadczenie jedynie demonstracyjne (uwaga na wybuchowe własności wodoru i trujące chloru).
• elektroliza roztworu soli z wydzieleniem metalu: używając elektrod grafitowych i roztworu odpowiedniej soli, na przykład siarczanu (VI) miedzi(II) przepuszczamy prąd przez elektrolit. Obserwujemy czerwony nalot miedzi na katodzie, pęcherzyki tlenu wydzielające się na anodzie oraz odbarwienie roztworu.

2. Elektroliza z elektrodami aktywnymi

• rafinacja miedzi: w roztworze siarczanu(VI) miedzi(II) zanurzamy elektrody miedziane. Prowadzimy elektrolizę i obserwujemy ubytek anody, przyrost katody i pozostałości – szlam zanieczyszczeń na dnie naczynia. Proces ten jest przemysłowo używany do oczyszczania metali, w tym miedzi. Osadzona miedź jest czysta elektrolitycznie, zaś ze szlamu można wydobywać zanieczyszczenia miedzi, jakimi są np. srebro czy złoto.
  Dokładne zważenie elektrod przed i po eksperymencie oraz zanotowanie czasu elektrolizy i natężenia prądu pozwala ilościowo wyznaczyć stałą Faradaya, a za nią ładunek elektronu.
• elektrodepozycja (galwanostegia): pokrywanie powierzchni jednego metalu innym; stosujemy w tym przypadku roztwór soli metalu, jaki chcemy osadzać na drugim (np. siarczan(VI) miedzi(II) w przypadku miedziowania), elektroda z tego metalu powinna być anodą. Przedmiot pokrywany stanowi katodę.

Uwaga: w każdym przypadku używania elektrod powinniśmy tuż przed doświadczeniem dokładnie je oczyścić i odtłuścić, na przykład szlifując drobnoziarnistym papierem ściernym, następnie usunąć pozostałości pyłu wodą destylowaną i, o ile będą czynione pomiary masy elektrod, osuszyć je suszarką.

Wygląd produktu na zdjęciu może odbiegać od wyglądu produktu w rzeczywistości.