실험 :구리의 전해 정제
이 실험은 전기 분해를 사용한 구리의 정제를 보여줍니다. 전기 화학의 원리와 정제 금속의 과정을 이해하는 것은 간단하지만 효과적인 방법입니다.
재료 :
* 구리 설페이트 용액 (CUSO4)
* 2 개의 구리 전극 (하나의 임박, 하나는 순수함)
* DC 전원 공급 장치 (6-12V)
* 비커 (2)
* 연결 전선
* 전압계
* 전류계
* 안전 고글
* 장갑
절차 :
1. 전해질 준비 : 구리 황산염 결정을 증류수에 용해시켜 포화 용액을 만듭니다.
2. 전해 세포를 설정 :
* 구리 설페이트 용액을 함유 한 하나의 비이커에 불순한 구리 전극 (양극)을 놓습니다.
* 구리 설페이트 용액으로 다른 비이커에 순수한 구리 전극 (음극)을 놓습니다.
* 전극을 DC 전원 공급 장치의 양수 및 음수 단자에 연결하십시오.
* 전류 흐름을 모니터링하려면 전류계를 회로와 직렬로 연결하십시오.
3. 전기 분해 시작 : 전원 공급 장치를 켜고 전압을 2-3V로 조정하십시오. 두 전극에서 발생하는 반응을 관찰하십시오.
4. 변경 사항을 관찰하십시오.
* 양극 (불순한 구리)에서는 구리 용해와 구리 이온 (CU2+)이 용액으로 들어가는 것을 관찰합니다. 또한 불순한 구리에 존재하는 다른 금속이 이온을 용해시키고 형성하는 것을 관찰 할 수 있습니다.
* 음극 (순수 구리)에서는 용액의 구리 이온이 감소함에 따라 순수한 구리 금속의 증착이 보입니다.
5. 계속 전기 분해 : 상당한 정제를 달성하기 위해 몇 시간 동안 프로세스를 계속하십시오.
6. 전기 분해 중지 : 전원 공급 장치를 끄고 전극을 분리하십시오.
7. 결과를 관찰하십시오 : 불순한 구리 전극, 순수한 구리 전극 및 용액을 검사하십시오. 불순한 구리 전극의 크기가 감소한 반면 순수한 구리 전극의 크기는 증가했습니다. 다른 금속 이온의 존재로 인해 용액이 약간 변색 될 수 있습니다.
8. 선택 사항 : 전기 분해 전후에 전극의 질량을 측정하여 구리 정제 된 구리의 양을 결정하십시오.
안전 예방 조치 :
* 화학 물질을 처리하면서 항상 안전 고글과 장갑을 착용하십시오.
* 전원 공급 장치가 켜져있는 동안 전극에 닿지 마십시오.
* 화학 물질을 올바르게 폐기하십시오.
관찰 및 설명 :
* 양극 : 불순한 구리 전극의 불순물은 구리 설페이트 용액에 산화되고 용해 될 것이다. 덜 반응성 금속 (과 같은은, 금, 금)은 녹지 않고 비이커의 바닥에 양극 진흙을 형성합니다.
* 음극 : 용액으로부터의 구리 이온 (Cu2+)은 순수한 구리 전극에서 감소되어 순수한 구리 금속을 증착시킬 것이다.
* 전반적인 반응 : Cu2 + + 2e- → Cu (음극에서의 감소)
Cu → Cu2 + + 2e- (양극에서의 산화)
추가 탐사 :
* 는 전류를 다양하게합니다. 정제 속도에 대한 전류를 변화시키는 효과를 관찰하십시오.
* 다른 불순물 사용 : 정제 과정에 대한 다른 불순물의 영향을 조사하십시오.
* 양극 진흙 분석 : 애노드 진흙을 분석하여 원래 구리에 존재하는 불순물을 식별하십시오.
이 실험은 전기 분해 및 금속 정제에 대한 적용에 대한 실습 이해를 제공합니다. 또한 화학 물질 및 전기 장비를 처리하면서 안전 예방 조치의 중요성을 강조합니다.
