Дослідження вольт-амперних характеристик систем “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні/графітові електроди”


Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії
Джерело струму
З’єднувальні
провідники
Електрохімічна комірка
Мультиметр (2 шт.)
Мідні електроди
(2 шт.)
Лампа розжарення
Додаткове обладнання
Чиста вода
Мідний купорос
Графітові електроди
Комп’ютер або лептоп
Локальна Wi-Fi мережа

Резистор
(100 Ом)

Перевіряємо:

1
- Для одних систем типу “розчин електроліту + електроди” закон Ома виконується, а для інших ні.

Хід досліду:

1
1.  Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.
2
2.  Складаємо електричне коло за схемою:
1
3. Вмикаємо блок живлення, переконуємося, що він працює у режимі постійного струму. Приєднуємо комп’ютер до його web-інтерфейсу, переходимо на вкладку побудови вольт-амперної характеристики досліджуваного приладу (у нашому випадку резистора). Встановлюємо дослідний діапазон з 0 до 5 В. Вмикаємо мультиметри.
2
4. Тепер у web-інтерфейсі блока живлення запускаємо дослідження. Звертаємо увагу на виміри мультиметрів, які показують, як із збільшенням напруги на джерелі живлення прямо пропорційно збільшується сила струму у колі, а також різниця потенціалів на контактах резистора.
3
5. По завершенню дослідження переконуємося, що отриманий графік має лінійний вигляд, оскільки для резистора закон Ома виконується.
4
6. Тепер замінимо у нашому колі резистор на електрохімічну комірку з розчином купрум(ІІ) сульфату та мідними електродами. Не оновлюючи вікно web-інтерфейсу блока живлення запускаємо нове дослідження.
5
7. Переконуємося, що цей графік також має яскраво виражений лінійний вигляд. Це вказує на те, що у системі “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні електроди” при малих значеннях напруги та сили струму, закон Ома виконується.
6
8. Нарешті замінюємо у електрохімічній комірці мідні електроди на графітові та у вікні web-інтерфейсу блока живлення запускаємо нове дослідження.
7
9. Звертаємо увагу, що після припинення досліду у електрохімічній комірці зберігається певна різниця потенціалів між електродами у межах 200-400 мілівольт, яка поступово знижується. Тобто наша система перетворилась на акумулятор (гальванічний елемент).
8
10. Порівнюючи три графіки: для резистора, для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні електроди” і системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та графітові електроди” звертаємо увагу, що останній графік має виражений нелінійний вигляд. А це вказує на те, що для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та графітові електроди” при невеликих значеннях напруги та сили струму закон Ома не виконується:

Висновок:

1
Таким чином, під час виконання досліду ми переконались, що для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні електроди” при невеликих силі струму та напрузі закон Ома виконується, а для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та графітові електроди” - ні.