Komora do elektrolizy z wymiennymi elektrodami [ BAP_ doc ]

Transkrypt

1 Komora do elektrolizy z wymiennymi elektrodami [ ] Niniejsza broszura opisuje ELEKTROLIZERY firmy CONATEX, a także związane z nimi akcesoria. Opis 1. Zawartość opakowania - MT Elektrolizer, duży model, wykonany z plastiku. Średnica zbiornika: Wewnętrzna wysokość zbiornika: Wysokość całkowita, z podstawą: Średnica podstawy: Wyposażony w zestaw elektrod niklowych 170 mm 100 mm 195 mm 135 mm - MT Taki sam, ale z zestawem elektrod platynowych - MT Elektrolizer, mały model, jakość jak powyżej, mniejsze wymiary. Średnica zbiornika: Głębokość zbiornika: Podstawa jak powyżej Wyposażony w zestaw elektrod platynowych 100 mm 80 mm Strona 1 z 9

2 - MT Taki sam, ale z zestawem elektrod niklowych Uwaga: podłączenia elektryczne opisanych powyżej modeli do obiegów zewnętrznych wykonane są na tulejkach o standardowej średnicy 4 mm Doświadczenia Urządzenia niezbędne i wspólne dla wszystkich doświadczeń: - opornik nastawny, 33 omy, 3,1 A: np. MT (CONATEX) - miliamperomierz stołowy: np. MT (CONATEX) - prostownik jednostkowy 6, 12 i 24 V, stały i przemienny, 10A na 6 i 12 V, 5A na 24 V: np. MT (CONATEX) Uwaga: Przedstawiona poniżej lista doświadczeń nie jest wyczerpująca. Doświadczeń dotyczących elektrolizy jest wiele, a wybór należy do nauczyciela. 1. Wykazanie chemicznego działania prądu elektrycznego 1.1 Model użyty do doświadczenia: - elektrolizer z elektrodami Pt lub węglowymi MT (na przykład) - 1 generator jednostkowy, 6, 12, 24 V = i ~ MT miliamperomierz MT wyłącznik nożowy MT kwas siarkowy MT próbówki dzwonowe MT lub MT Strona 2 z 9

3 Na obwód składa się elektrolizer, miliamperomierz i wyłącznik nożowy, które są połączone szeregowo. Obwód zasilany jest napięciem przemiennym z generatora jednostkowego MT 3807 (w 6, 12 LUB 24V). Lej elektrolizera należy napełnić czystą wodą tak, aby elektrody były zanurzone. Zamknąć wyłącznik. Stwierdzamy, że urządzenie nie wykazuje wychylenia. Prąd nie przechodzi. Otworzyć wyłącznik. Dodać do wody kilka kropli kwasu siarkowego. Zamknąć wyłącznik. Stwierdzamy wówczas, że igła galwanometru wychyla się, a zatem prąd przechodzi. W takim przypadku elektroliza zachodzi. W probówkach umieszczonych powyżej elektrod zbierają się mieszaniny, których objętość jest wyraźnie równa i których skład odpowiada składowi mieszaniny: H2 + ½ O2 Uwaga: Galwanometr można oczywiście zastąpić 6,3 V żarówką elektryczną. Stwierdzimy jej błysk lub nie w zależności od tego, czy do wody zostanie dodany kwas siarkowy. 2. Analiza czystej wody Czysta woda jest substancją stabilną, którą bardzo trudno rozdzielić. Aby dokonać analizy wody należy przeprowadzić proces fizyczny: ELEKTROLIZĘ Sprzęt użyty do doświadczenia: - 1 elektrolizer MT próbówki MT lub MT oprawa próbówki MT miliamperomierz MT generator jednostkowy = i ~ MT Strona 3 z 9

4 - 1 opornik nastawny z suwakiem 33 omy, 3,1 A MT wyłącznik nożowy MT kwas siarkowy (wodorotlenek sodowy) Przepuścić prąd przez elektrolizer i próbki napełnione wodą, ustawione powyżej elektrod. Igła amperomierza nie wychyla się. Czysta woda nie przewodzi prądu. Odciąć napięcie. Uwaga: Jeżeli użyjemy wody z kranu, to stwierdzimy, że w zależności od przypadku przepływ prądu rzędu kilkudziesięciu miliamperów, gdyż woda kranowa nigdy nie jest chemicznie czysta. W takim przypadku należy dodać kilka kropli kwasu (siarkowego) lub zasady (wodorotlenku sodowego). Ponownie podając prąd stwierdzimy wychylenie amperomierza. Zatem prąd przechodzi. Następnie stwierdzimy wyzwolenie gazu wokół elektrod. Pęcherzyki będą unosić się ku górze w próbówkach, w których poziom płynu będzie opadać. Przy każdym doświadczeniu, niezależnie od formy i natury elektrod stwierdzamy, że objętość gazu w próbówce umieszczonej ponad katodą wzrasta dwa razy szybciej, niż w próbówce umieszczonej ponad anodą. Natura zebranych gazów: Na anodzie: Gaz zawarty w tej probówce podtrzymuje spalanie. Ożywia zapałkę, na której pozostał już tylko jeden rozżarzony punkt. Jest to TLEN. Na katodzie: Stwierdzamy, że ten gaz jest bardzo lekki. Po obróceniu próbówki zostaje natychmiast zastąpiony powietrzem. Podkładając płomień w chwili obracania próbówki stwierdzamy niewielki wybuch, któremu towarzyszy niebieskawy płomień. Jest to WODÓR. Możemy więc stwierdzić, że rozkład wody metodą elektrolizy doprowadza do powstania jednej objętości tlenu i dwóch objętości wodoru. Strona 4 z 9

5 3. Elektroliza prosta 3.1 Użyty sprzęt: 1 elektrolizer z elektrodami P+ MT lub MT opornik, 33 omy, 3,1 A MT generator jednostkowy, 6, 12, 24 V = i ~ MT roztwór chlorku cynawego SnCl2 MT do rozpuszczenia Gdy przez obwód przechodzi prąd zauważamy wydzielanie się chloru na anodzie oraz osadzanie się cyny na katodzie. Reakcje na elektrodach są następujące: - na katodzie: - na anodzie: Następnie odwracamy kierunek prądu w elektrolizerze. Zauważymy wówczas niszczenie rozgałęzień cyny przez powstający chlor i tworzenie się nowego osadu cyny na drugiej elektrodzie. Chlor traci elektrony na anodzie. Mówimy o oksydowaniu anodowym. Z kolei cyna przyjmuje elektrony na katodzie. Mówimy o redukcji katodowej. Podczas elektrolizy oksydowane i redukcja odbywają się równocześnie z tym, że pierwszy proces zachodzi na anodzie, a drugi na katodzie. Uwaga: Aby uniknąć hydrolizy roztworu chlorku cynawego, można dodać do niego kilka kropli kwasu solnego. Strona 5 z 9

6 4. Elektroliza, atak elektronów Elektroliza siarczanu miedziowego z elektrodą miedzianą (anoda rozpuszczalna). 4.1 Użyty sprzęt: - 1 elektrolizer z elektrodami węglowymi MT lub MT opornik, 33 omy, 3,1 A MT generator jednostkowy, 6, 12, 24 V = i ~ MT wyłącznik nożowy MT elektroda miedziana 100 x 50 x 2 mm MT roztwór siarczanu miedziowego CuSO4 Przy elektrodzie miedzianej jako anodzie należy podać napięcie. Obserwujemy osadzanie się miedzi na katodzie węglowej. Odciąć prąd. Odwrócić polaryzację. Podać napięcie. Stwierdzamy zanik osadu miedzi na elektrodzie z węgla. W tym przypadku elektroliza sprowadza się do przeniesienia miedzi z anody do katody. Reakcje na elektrodach są następujące: - na katodzie: - na anodzie Strona 6 z 9

7 5. Elektroliza, atak rozpuszczalnika Elektroliza chlorku sodowego. 5.1 Użyty sprzęt - elektrolizer lub rurki U MT z elektrodami węglowymi MT generator jednostkowy 6, 12 i 24 V = i ~ MT wyłącznik nożowy - ftaleina, lakmus i chlorek sodowy NaCl MT , i MT Umieścić elektrolit w elektrolizerze. Po stronie anody dodać lakmusu (zabarwienie roztworu na niebiesko) Po stronie katody dodać ftaleiny (bezbarwna). Po podaniu napięcia lakmus zostaje odbarwiony przez chlor. Ftaleina zabarwia się na czerwono (środowisko alkaliczne). Reakcje na poziomie elektrod są następujące: - na katodzie - na anodzie Strona 7 z 9

8 Konserwacja Wymiana elektrod w elektrolizerach firmy CONATEX 1. Wyjęcie elektrod a) Nalać trochę wody na dno leja (naczynia) b) Skalpelem lub nożem odsunąć korek oprawy elektrod od otworu naczynia. c) Pozwolić, by woda przedostała się przez otwór d) Wyciągnąć skalpel e) Powtórzyć operację na całym obwodzie korka, przy każdym użyciu skalpela otwory powinny być coraz większe. f) Po zauważeniu, że korek słabiej trzyma należ odwrócić urządzenie, zdjąć wtyczki i popchnąć korek odbierając go dłonią. 2. Zakładanie innych elektrod a) Zmoczyć brzeg na największym obwodzie stożkowego korka używając namydlonej wody b) Umieścić go w otworze i nacisnąć na korek c) Gdy znajdzie się na poziomie dna pojemnika operacja będzie zakończona Akcesoria do elektrolizerów firmy CONATEX - MT Elektrody platynowe, na kauczukowym korku - MT Elektrody węglowe, na kauczukowym korku Strona 8 z 9

9 - MT Elektrody niklowe, na kauczukowym korku - MT Próbówka stopniowana, w kształcie dzwonu na gaz, co 1/10 10 cm 3 - MT Jak wyżej, co ½ - 50 cm 3 - MT Elektroda miedziana, 100 x 50 x 2 mm - MT Elektrody niklowe, wygięte, do montażu na oprawie o zmiennym rozstawie - MT Elektrody platynowe, wygięte, do montażu na oprawie o zmiennym rozstawie - MT Elektrody węglowe do elektrolizera w V Konserwacja, gwarancja i usuwanie usterek 1. Konserwacja Wszystkie operacje mające na celu konserwację lub naprawę powinny być przeprowadzane przez CONATEX. W przypadku problemów prosimy o kontakt z Działem Obsługi Klientów. 2. Gwarancja Materiały dostarczane przez CONATEX są od chwili ich dostarczenia objęte gwarancją dotyczącą wszystkich usterek lub wad ukrytych sprzedanych produktów. Gwarancja ta jest ważna przez 2 lata od daty dostawy i ogranicza się do napraw lub do wymiany wadliwego produktu. Gwarancja nie będzie uwzględniana w przypadku uszkodzenia wynikającego z niewłaściwego wykorzystania produktu. Gwarancja nie obejmuje: szkła laboratoryjnego, lamp, bezpieczników, rurek próżniowych, produktów, elementów zużywalnych, materiału informatycznego i multimediów. Niektóre produkty mogą być objęte gwarancją 5 nok, w takim przypadku szczegółowa gwarancja jest zamieszczona w katalogu lub materiałach reklamowych. Zwrot materiałów objętych gwarancją wymaga naszej pisemnej zgody. Wady widoczne: uznawane będą reklamacje, które otrzymamy najpóźniej w terminie 15 dni od daty dostawy. W przypadku eksportu termin ten zostaje wydłużony do 1 miesiąca. Gwarancja nie będzie uwzględniona w przypadku, gdy zostaną stwierdzone naprawy lub interwencje dokonane przez osoby spoza naszej Firmy. Strona 9 z 9