1. VA-CHARAKTERISTIKA ELEKTROLYTU

FYZIKÁLNY PRINCÍP:
V kvapalinách sprostredkujú elektrický prúd voľne pohyblivé kladné a záporné ióny (katióny a anióny). Látky, v ktorých vedenie elektrického prúdu sprostredkujú voľné ióny sa nazývajú elektrolyty. Elektrolytom sa stávajú, ak v nich prebehne chemický dej - elektrolytická disociácia, pri ktorej vznikajú z elektricky neutrálnych molekúl kladné a záporné ióny.

Ak do elektrolytu ponoríme elektródy, na ktoré je pripojené jednosmerné elektrické napätie, tak elektrické pole vnútri elektrolytu vyvolá usmernený pohyb voľných iónov. Kladné ióny (katióny) putujú k zápornej elektróde a záporné ióny (anióny) ku kladnej. Cez elektrolyt tečie prúd. Spočiatku elektrolytom prechádza slabý prúd, ktorý rýchlo zanikne. Trvalý prúd v elektrolyte vzniká, keď prekročíme isté hraničné napätie U_r, nazvané rozkladné napätie. Slabý prúd, ktorý prechádza elektrolytom pred dosiahnutím rozkladného napätia, vzniká tým, že produkty  elektrolýzy difundujú z elektród do roztoku, pričom nahradzovanie ich úbytku spôsobuje prechod ekvivalentného prúdu. Pre napätie U väčšie ako U_r je prúd lineárnou funkciou napätia, takže platí: 

,                                                                            (1)

kde R je pri stálej teplote konštanta a volá sa odpor elektrolytu.

Cieľ:
1. Ukázať, že pre napätie U>U_r je prúd lineárnou funkciou napätia, t.j. platí Ohmov zákon.
2. Stanoviť odpor elektrolytu a rozkladné napätie vodného roztoku kyseliny sírovej.

Obr. 9.1: Zapojenie uzavretého elektrického obvodu a pripojenie jeho prvkov k meraciemu panelu pri zobrazení napätia a prúdu v závislosti od času.

Pomôcky:
Rezistor R_A=1W, súprava pre elektrolýzu a galvanotechniku, asi 10% roztok kyseliny sírovej, uhlíkové  elektródy, zosilňovač (2x), mikropočítač s meracou konzolou a prevodníkom, program IP COACH.

Príprava:
Zostavíme obvod podľa schémy obr. 9.1. Na kanál 1 pripojíme napätie merané na elektrolyte a na kanál 3 prúd okalibrovaný podľa vzťahu I=U_A/2R_A. V programe Multiskop nastavíme čas merania t=50s, otvoríme kanály 1, 3 a uzavrieme kanály 2, 4.

Realizácia:
V programe Multiskop spustíme meranie napätia a prúdu v závislosti od času. Počas merania meníme po určitých časových intervaloch (aby sa prúd ustálil) potenciometrom elektromotorické napätie zdroja od 0 do 5V.

Spracovanie:
V programe Spracovanie vyberieme pomocou operácie Spracovať/Tabuľka/Vybrať body tie body z daných závislostí, kedy prúd bol ustálený pri danom napätí. Vytvoríme si graf závislosti I=f(U), ktorý môžeme upraviť funkciou BEZIER, ktorá nameranú krivku vyhladí (obr. 9.2). Zistíme, že skutočne pre U>U_r je prúd lineárnou funkciou napätia.

             Obr.9.2