实验一 电动势法测定化学反应的热力学函数

1、实验一实验一 电动势法测定化学反应的热力学函数电动势法测定化学反应的热力学函数福建医科大学药学院福建医科大学药学院2013年3月目的要求实验原理仪器和试剂实验步骤实验装置示意图实验数据记录与处理问题讨论注意事项一、实验目的一、实验目的 1、熟悉对消法测定电池电动势的原理及数字电位差、熟悉对消法测定电池电动势的原理及数字电位差综合测试仪的使用方法。综合测试仪的使用方法。 2、掌握用电动势法测定化学反应热力学函数的原理、掌握用电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。和方法。 3、通过测量不同温度下电池的电动势，并计算电池、通过测量不同温度下电池的电动势，并计算电池反应的热力学函数反应的热力学函

2、数G，S，H。二、实验原理二、实验原理 （Principle） 在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积功功W，而，而W等于体系自由能的降低即为等于体系自由能的降低即为G，而根据热，而根据热力学与电化学的关系，我们可得力学与电化学的关系，我们可得 G =nEF （1） 由此可见利用由此可见利用对消法对消法测定电池的电动势即可获得相应的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是电池反应中得失电子的数目，的数目，F为法拉第常数。为法拉第常数。对消法 电池电动势在数值上等于

3、电池内部没有净电流通过时电池电动势在数值上等于电池内部没有净电流通过时两电极间的电压，如果直接用电压表（伏特计）测量电池两电极间的电压，如果直接用电压表（伏特计）测量电池电动势，其测量结果是端电压，而不是电动势。电动势，其测量结果是端电压，而不是电动势。 为了测定可逆电池的电动势，可在电路上安置一个方为了测定可逆电池的电动势，可在电路上安置一个方向相反而大小与待测电池相同的外加电动势，以对抗原电向相反而大小与待测电池相同的外加电动势，以对抗原电池的电动势，这是电路中几乎没有电流通过，可测得电池池的电动势，这是电路中几乎没有电流通过，可测得电池的电动势。此法称为的电动势。此法称为Poggendo

4、ff对消法。对消法。对消法二、实验原理二、实验原理 （Principle） 根据吉布斯根据吉布斯亥姆霍茨公式亥姆霍茨公式 G =HTS 由 （2） （3）ppTEnFTGS)()(GSdTVdP 将（将（1 1）和（）和（3 3）式代入（）式代入（2 2）式即得：）式即得：二、实验原理二、实验原理()pEHnEFnFTT 由实验可测得不同温度时的由实验可测得不同温度时的E值，以值，以E对对T作图，作图，从曲线的斜率可求出任一温度下的从曲线的斜率可求出任一温度下的 值，根据（值，根据（1）（3）（）（4）式可求出该反应的势力学函数）式可求出该反应的势力学函数G、S、H。pET（4）QR二、实验原

5、理二、实验原理 本实验测定下列电池的电动势：本实验测定下列电池的电动势： (-) Ag AgCl饱和饱和KCl溶液溶液Hg2Cl2 Hg (+) 两个电极的电极电势为：两个电极的电极电势为：-CllnRTaF甘汞甘汞$-AgCl/Ag ClAgCl/Ag,ClCllnRTaF,$-AgCl/Ag,ClClAgCl/Ag,ClCl=ln(ln)RTRTEaaFF甘汞甘汞$-AgCl/Ag,ClEE甘汞$三、仪器和试剂三、仪器和试剂恒温槽恒温槽 1台台 数字电位综合测试仪数字电位综合测试仪 1台台 AgAgCl电极电极 1支支 甘汞电极甘汞电极 1支支 烧杯（烧杯（100mL）氯化钾（氯化钾（A.

6、R.）电导水（电导水（蒸馏水蒸馏水） Apparatus and Materia Medica 按右图组成电池，分别在按右图组成电池，分别在298K、303K、308K、313K、318K测定电池测定电池电动势。电动势。 每次读数均需在温度稳定每次读数均需在温度稳定15min后。仅需读数一次。后。仅需读数一次。四、实验步骤及实验装置四、实验步骤及实验装置Procedure and Equipment 一、开机一、开机 预热预热15min15min二、以内标为基准进行校验二、以内标为基准进行校验 用测试线将被测电动势接用测试线将被测电动势接“+”“-”+”“-”极性与极性与“测量插测量插 孔孔”

7、连接。连接。 将将“测量选择测量选择”旋钮置于旋钮置于“内标内标”。 将将“10100”位旋钮置于位旋钮置于“1”1”，“补偿补偿”旋钮逆时针旋旋钮逆时针旋到底，其它旋钮均置于到底，其它旋钮均置于“0”0”，此时，此时，“电位指标电位指标”显示显示“1.00000V”1.00000V”。 待待“检零指示检零指示”显示数值稳定后，按一下显示数值稳定后，按一下“采零采零”键。键。此时，检零指示应显示此时，检零指示应显示“0000”0000”。SDC-III型数字电位差综合测试仪型数字电位差综合测试仪三、测量三、测量 将将“测量选择测量选择”旋钮置于旋钮置于“测量测量”。 调节调节“10010-4”

8、5个旋钮，使个旋钮，使“检零指示检零指示”显示数值显示数值为负且绝对值最小。为负且绝对值最小。 调节调节“补偿补偿”旋钮，使旋钮，使“检零指示检零指示”显示为显示为“0000”，此时，此时，“电位显示电位显示”数值即为被测电动势的值。数值即为被测电动势的值。SDC-III型数字电位差综合测试仪型数字电位差综合测试仪五、数据处理1. 以以298K测得的电动势，计算反应的测得的电动势，计算反应的 。2. 绘制绘制ET关系图，做直线通过斜率求出关系图，做直线通过斜率求出 ，并，并计算反应的计算反应的 和和 。Data Processingr298G$pETr298S$r298H$思考题 1. 为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？而不能使用伏特计来测量？量？而不能使用伏特计来测量？ 2. 测量双液电池的电动势时为什么要使用