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电动势法测定化学反应的热力学函数变化值

电动势法测定化学反应的热力学函数变化值

一、实验目的

1. 掌握电动势法测定化学热力学函数变化值的原理和方法。

2. 测定不同温度下可逆电池的电动势,从而计算电池反应的热力函数变化值△G 、△H 、 △S 。

二、 实验学时 4学时

三、实验原理

将体系的内能转化为电能的装置称为电池或原电池。若此转化是以热力学可逆方式进行的,则称为“可逆电池”。可逆电池必须具备两个条件:(1).电池放电时的反应与充电时的反应必须互为可逆反应。(2).可逆电池所通过的电流必须为无限小(即:V = E+dE ),因而不会有电功不可逆地转化为热的现象发生。

在可逆电池中,系统吉布斯自由能的降低 -(△)

m r G TP = r W '(系统对外做的最大电功)。

-(△)m r G TP = r W '= nFE ⑴

电池电动势的测定:一般采用对消法,常用的仪器称为电位差计。在恒温恒压可逆条件下,电池反应的摩尔吉布斯自由能的变化值

△m r G = - nFE ⑵

△m r G = m r H ? - T m r S ? ⑶

根据热力学函数关系: m r S ? = -( P m r T

G )??? = nF (P T E )?? ⑷ 将⑴ ⑶ 代⑵整理得: m r H ?= - nFE + nFT (

P T E )?? (5) 在恒压下(通常是101.325 kPa )测定一定温度下电池的电动势E ,可根据(2)求得电池的△m r G 。根据不同温度时的电池的电动势E 及温度系数(P T

E )??求得该电池反应的m r S ?、m r H ?。

本实验测定以下电池的电动势:

Ag(s),AgCl(s) KCl 饱和溶液Hg 2Cl 2(s),Hg(l) --==+11C na F RT 甘汞甘汞θ??? -=--1AgC Ag θ??-11C na F

RT E = -+-??= 1AgC Ag --θθ??甘汞

四、仪器及试剂