硝酸钾溶解热的测定.docVIP

物理化学实验报告 题目：电池电动势测热力学常数 作 者 刘 语 嫣 届 别 2 0 0 9 届 学 院 化 学 化 工 学 院 专 业 制 药 工 程 指导教师 张旭学 实验日期 2010年 10月20日 目 录 摘要 关键字 前言 实验部分 1.实验目的 2.实验原理 3.实验仪器及试剂 4.实验装置图 5.实验步骤 6.实验数据记录及处理 7.实验误差分析 参考文献 电池电动势测热力学常数 摘要：本实验利用对消法测定了电池Ag －AgCl(NaCl(m1)(AgNO3(m2)｜Ag 的电动势，求AgCl的溶度积Ksp，并根据不同温度下电池电动势的变化求得电池的相关热力学函数， 测定了其在不同温度下的电动势并计算热力学函数变化值△G298.△ H298、△S298。 关键字：电池；电动势；热力学函数； 前言：电池电动势的测量，实质上是一种特定的电池开路电压的测量。但是，任何电动势测量仪测量时均不可避免有电流通过电池，不过一般电池都有电动势的测量方法在物理化学研究中具有重要的实际意义。通过电池电动势的测量可以获得氧化还原体系的许多热力学函数，如平衡常数、电解质活度及活度系数、离解常数、溶解度、络合常数、酸碱度以及某些热力学函数改变量等。本实验采用补偿法测定电池电动势。 一 实验部分 1.1实验目的 1.1.1巩固电位差计测定原电池电动势的原理和方法，掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法 1.1.2根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数(G、 (S及(H 。 1.1.3了解银－氯化银电极的制备方法。 1.2 实验原理 原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中包含一个电极和相应的电解质溶液。不同的半电池可以组成各种各样的原电池。电池反应中正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。通过电池电动势的测量可以获得氧化还原体系的许多热力学函数，如平衡常数、电解质活度及活度系数、离解常数、溶解度、络合常数、酸碱度以及某些热力学函数改变量等。用电动势法求AgCl的Ksp需设计成如下的电池： Ag(s)+AgCl(s)(NaCl(m1)(AgNO3(m2)(Ag(s) 该电池的电极反应为： 负极反应： Ag(s)＋Cl－(m1) (AgCl(s)＋e-； 电池总反应： Ag＋(m2)＋Cl－(m1) (AgCl(s) 电池电动势： E=(右－(左== （1） 又因为(G°=－nFE°= (其中n=1)，E°= (2) 整理后，将(2)式代入(1)式得： = (3) 所以只要测得该电池的电动势就可根据上式求得AgCl的Ksp。其中为AgNO3溶液的平均活度系数，为KCl溶液的平均活度系数。 在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积功W′，而W′等于体系自由能的降低即为－(rGm，而根据热力学与电化学的关系，可得 (rGm =－nFE  由此可见利用对消法测定电池的电动势即可获得相应的电池反应的自由能的改变。式中的n是电池反应中得失电子的数目，F为法拉第常数。 1.3 实验仪器与试剂 仪器：银电极、铂电极、Ag/AgCl电极、甘汞电极SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪、 AgNO3(0.1mol/L)、Cl（0.1 mol/L）、饱和KNO3溶液、蒸馏水等 1.4 实验装置图： 1.5 实验步骤 1.5.1 打开SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪Es=1.01865-{39.94（T-）-（T-）2 1.5.3 将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”，调节左侧拨位开关至标准电池的实际Es值。用导线把标准电池正负极和电位差计面板右侧的“外标”测量孔的正负极相连接。按下标准按钮，观察右边平衡指示LED显示值是否为零，为零时校准完毕。 1.5.4 测量待测电池的电动势： 100ml烧杯中倒入约40ml 0.1 mol·dm-3AgNO3溶液，将Ag电极洗干净后插入该AgNO3溶液中；另取饱和甘汞电极1支插入40ml 0.1 mol·dm-3NaCl溶液的烧杯内；将KNO3盐桥的两个支脚插入上述两个容器中，构成电池.将拨位开关拨到“测量“位置，再仔细调节左侧旋钮，观察右边平衡指示LED显示值，当平衡指示值在0.00时，测量完毕，