化学电池温度系数测定课件.pptVIP

实验77 化学电池温度系数的测定;77.2 实验原理 电池除可用来作为电源外，还可用来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应应该有以下关系： △G=-nFE (1) 根据吉布斯-亥姆霍兹(Gibbs-Helmholtz)公式，△G、反应热△H、熵变△S 和温度T 的关系为： △G-△H=-T△S (2)代入（1）式可得 △H=-nFE + nFT (3) △S=- = nF (4); 因此，在恒压下（一般在常压下），测量一定温度T时的电池电动势E，即可求得电池反应的△G。测定不同温度下的电动势，最后以电动势对温度作图，即可从曲线上求得电池的温度系数 。利用（3）和（4）式，即可得到△H 和△S。 如果电池反应中反应物和生成物的活度均为1，温度为298K，则所测定的电动势和热力学函数即为 、 、  和 。 例如：电池符号 Zn│ZnS04(0.1000 mol·L-1 )‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg  负极反应  正极反应  总电极反应 ; 由此可知，如果在298 K测定电池电动势，即可得 ，由（1）式求得 。 根据不同温度下测得的电动势，绘制E-T 曲线，并通过作切线斜率求取20 ℃、30 ℃、40 ℃和50 ℃四个温度下E 和 ，进而算出 和 。;77.3 操作步骤;2.在20 ℃、30 ℃、40 ℃和50 ℃等几个温度下，采用SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪，测定下列电池的电动势： Zn│ZnS04(0.1000 mol·L-1)‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg ; 以内标为基准进行测量 a）校验 ① 将“测量选择”旋钮置于“内标”。 ② 将“100”位旋钮置于“1”，“补偿”旋钮逆时针旋到底，其他旋钮均置于“0”，此时，“电位指示”显示“1.00000”V，若显示小于“1.00000”V可调节补偿电位器以达到显示“1.00000”V，若显示大于“1.00000”V应适当减小“100～10-4”旋钮，使显示小于“1.00000”V，再调节补偿电位器以达到“1.00000”V。 ③ 待“检零指示”显示数值稳定后，按一下“采零”键，此时，“检零指示”显示为“0000”。; b）测量 ① 将“测量选择”置于“测??”。 ② 用测试线将被测电动势按“+”、“-”极性与“测量插孔”连接。 ③ 调节“100 ～10-4”五个旋钮，使“检零指示”显示数值为负且绝对值最小。 ④ 调节“补偿旋钮”，使“检零指示”显示为“0000”，此时，“电位显示”数值即为被测电动势的值。;77.4 注意事项 (1) 制备电极时，防止将正负极接错，并严格控制电镀电流。 (2) 测量过程中，若“检零指示”显示溢出符号“OU.L, 说明“电位指示”显示的数值与被测电动势值相差过大。 (3) 电阻箱10-4档值若稍有误差，可调节“补偿”电位器达到对应值。 (4) 清洗电极并用滤纸擦干，放回盒内。;77.5 问题讨论;77.6 参考答案;　 式中, Eθ=E-(RT/2F)lnK K即为该电池反应的平衡常数。 只要测出电池电势E 及电池中各物质活度aZn2+ 和aCu2+ ，就可以求出 ，进一步算出平衡常数K。