Oprensning af kobber ved elektrolyse

Formål

Formålet med forsøget er at oprense kobber ved hjælp af elektrolyse.

Udstyr og kemikalier

- To kobbertråde
- 28 mL mættet CuSO₄
- 3 mL 2M HNO₃
- Sprit
- 50mL bægerglas
- Strømforsyning
- Amperemeter
- Stopur
- Analysevægt

Teori

Elektrolyse er en metode man kan bruge til at adskille et stof fra hinanden. Det fungerer ved at man putter to elektroder ned i et kar med væske. Den positive elektrode kalder man anoden og den negative for katoden. Når man tænder for strømmen vil de positive ioner fra stoffet tiltrækkes af katoden og de negative af anoden. Fordi kobber ionerne er positive vil de blive tiltrukket af katoden og den vil derfor blive tungere, mens anoden vil frastøde kobber ionerne og derfor blive lettere. Fra anoden bliver der også afgivet anodeslam. Det er alle de reststoffer der ikke indgår i reaktionen. De vil falde ned i bunden og blive liggende. Det skyldes at de ligger længere nede i spændingsrækken end kobber og kobber derfor er villigere til at reagere.

Fremgangsmåde

Vi startede med at veje de to kobbertråde og forbandt dem derefter til strømforsyningen. Derefter hældte vi mættet CuSO₄ og HNO₃ op, og satte kobbertrådene ned i væsken. Vi tændte for strømmen og skruede op på 20 mA, men sørgede for at den ikke kom over 2V pga. gasuløsning. Herefter holdt vi øje med forsøget i 10 min for at fastholde strømstyrken. Til sidst vejede vi de to kobbertråde igen og noterede det i nedenstående skema.

Resultater

Katode før(g):	Katode efter(g):

Anode før (g):	Anode efter (g):

For at undgå gasudvikling må der bruges Max 2 V.

Strømstyrken (A):
Tiden (min):

Databehandling

Katode forskel;
Anode forskel;
q:

For at finde q, som er hvor meget kobber der teoretisk burde være dannet, skal vi bruge denne formel:

q = I * t

For at beregne den overførte mængde kobber, skal denne formel bruges:

Q = n * F <=> n = q/F

For at vi kan bruge formlen skal vi finde F. F er en konstant der er den numeriske værdi af elektronens molare ladning. Katodereaktionen for kobber er: Cu²+ (aq) + 2e^- → Cu (s)
Derfor er F:

F = 6,02210²³ mol^-121,60210^-19 C = 192945,0 C/mol

Stofmængden for kobber udregnes i mol og er:

Molarmassen for kobber er 63,55g/mol, formlen for molarmassen er m=n*M. Derfor er den teoretiske masse (g) for overført kobber:

Vi kan så nu udregne den relative afvigelse, for hhv anoden og katoden:

Relative afvigelse for Katode (%);
Relative afvigelse for Anode (%);

Konklusion

Vi kan altså hvis vi får nogle lave realative afvigelser konkluderer at deter smart at bruge elektrolyse til at oprense kobber. Man skal bare være opmærksom på at der kan komme en vægt forskel i hvor meget kobber der bliver afgivet og optaget.

Tilbage til toppen