电动势法测化学反应的ΔrGm,ΔrHm,ΔrSm

1、物理化学实验报告院系班级学号姓名实验名称电动势法测化学反应的ArGm,ArHm,ArSm日期2012/3/27同组者姓名成绩C13电动势法测定化学反应的ArGm,ArHm,ArSm一实验目的(1)学习电动势的测量方法。(2)掌握用电动势法测定化学反应热力学函数值的原理和方法。原理及实验公式在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应的G与电动势的关系如下rGmnEF(C13.1)式中n为电池反应得失电子数，E为电池的电动势，F为法拉第常数。根据吉布斯-亥姆霍兹(Gibbs-He1mho1tz)公式rGmrHm T(Tm)。r H m T rSm(C13.2)(C13.3)由上面二式得rSm(中)。(C1

2、3.4)将式C13.1代入式C13.4得rSm(C13.5)式中(E)p称为电池电动势的温度系数。将式C13.5代入式C13.3,变换后T p可得rHm rGm T $ nEF nTF ()p(C13.6)因此,度T作图,在恒定压力下，测得不同温度时可逆电池的电动势，以电动势E对温从曲线上可以求任一温度下的(-E)p,用公式C13.5计算电池反应的热力学函数rS-用公式C13.6计算r*用公式C13.3计算rG本实验测定下面反应的热力学函数C6HQ+2HCl+2Hg=Hg2cI2+aH（OH）2醌（Q）对苯二酚用饱和甘汞电极与醌氢醌电极将上述化学反应组成电池：Hg（l）Hg2Cl2（s）KCl

3、（饱和）H+,C6H4（OH）2,C6H4O2Pt酿氢酿是等分子的酿（Q和氢酿（HQ对苯二酚）所形成的化合物，在水中依下式分解C6H4O2-C6H4（OH）2=CeHQ（酿）+C6H4（OH）2（氢酿）醌氢醌在水中溶解度很小，加少许即可达饱和，在此溶液中插入一光亮铂电极即组成醌氢醌电极。再插入甘汞电极，即组成电池。电池中电极反应为2Hg+2Cl-2e=Hg2cI2GHQ+2Hh+2e=C6H<OH）2测得该电池电动势的温度系数，便可计算电池反应的rGm、rHm、rSm。三仪器和试剂（1）仪器恒温槽电子电位差计双层三口瓶甘汞电极铂电极（2）试剂NaHPO§液（0.2mol?dm-

4、3）柠檬酸溶液（0.1mol?dm-3）醌氢醌（A.R.）KC1（A.R.）四实验步骤(1)熟悉所有实验仪器的用法;(2)启动恒温槽，调节温度至20.53 C后通恒温水过双层三口瓶;(3)组合电池； 计算15mL 0.2mol/L 的NaHPO容液需要用的 药品量，称量并配制；计算35mL 0.2mol/L的柠檬酸溶液需要的药 品量并称量配制； 将、倒入一只洁净干燥的烧杯中搅拌均匀； 在烧杯中溶液中加入酿氢酿至饱和 (分多次加双层三口瓶i温度计2 2电极3甘汞电极入，边加入边搅拌，至溶液呈淡黄色)； 充分搅拌所得溶液，将溶液倒入双层三口瓶,电池示意图插入铝电极和甘汞电极，组成电池系统(4)恒温

5、20至30分钟，用电位差计测量电池电动势(误差小于0.0002V,测3次取平均值)；(5)将恒温槽温度调高3C,恒温20至30分钟后再次重复上述步骤测量电动势；(6) 一共测量5组温度不同的数据；五数据记录及处理温度/测量值1/mV测量值2/mV测量值3/mV平均值/mV293.53334.87334.85334.81334.84297.00332.56332.57332.59332.57300.00330.06330.09330.02330.06302.99327.61327.49327.55327.55306.01325.17325.21325.18325.19以温度为横轴，平均值为纵轴用

6、 excel作图得:数据处理：由图像可得斜率为k=-0.78474截距b=551.145rSmnF(-E)P96485.3 +2*10000.78474151.43J/KT=298时E=-0.78474*298+551.145=317.29248(mV)所以rGm317.29248* 96485.3nEF 2*44.094KJ/mol1000100089.22KJ/molrHmrGmT岛nEFnTF(主)pT六误差分析(1)在恒温时，温度并不稳定。测量时所得的结果并不是所设置温度下对应的电动势。(2)电解质溶液的电解引起溶液浓度的变化会影响电池的实际电动势。七思考题(1)用本实验中的方法测定电池反应热力学函数时