电动势法测定化学反应的热力学函数变化值实验报告

1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.测定可逆电池不同温度电动势，从而计算有关化学反应吉布斯自由能变、熵变和焓变。2.掌握电动势法测化学反应热力学函数变化值原理和方法。3.掌握电位差计的使用方法。二.实验原理1.电动势与热力学函数关系：△G=﹣nEF△S=pPTTEEnFTEnFS1222△G=△H+T△S2.电池及有关反应电池Ag(s),AgCl(s)|KCl(饱和)|Hg2Cl2(s),Hg(l)反应：负极Ag+Cl-→AgCl+e-正极1/2Hg2Cl2+e-→Hg+Cl-电池反应Ag+1/2Hg2Cl2→AgCl+Hg根据电池反应能斯特方程AgClAg,甘汞EE，据此，电池反应与浓度无关。三.实验仪器及试剂电势差计及附件：1套超级恒温槽：1台银—氯化银电极：1只烧杯（50ml）：2个饱和甘汞电极：1只Pt电极1只饱和氯化钾溶液0.1mol·dm-3盐酸溶液去离子水四.操作步骤1.Ag(s),AgCl(s)电极制备：保证银电极表面纯洁前提下，用Pt电极和银电极组成电解池，银电极与电源正极相连。控制电流每分钟2～4mA，阳极氧化约20min，使银表面形成紫褐色镀层。2.电池的组合：将银—氯化银电极、饱和甘汞电极插入装有饱和氯化钾溶液的小烧杯中，即得下列电池。Ag(s),AgCl(s)|KCl(饱和)|Hg2Cl2(s),Hg(l)3.电池电动势的测量1)电位差计接通线路、电源，根据温度确定标准电池电动势。2)根据标准电池电动势调整工作电流。3)分别测定两个不同温度待测电池电动势。五.实验注意事项1.本实验所用试剂为A.R.，溶液用重蒸馏水配制。所用容器应充分洗涤干净，最后用重蒸馏水冲洗。2.氯化钾溶液的浓度要和离子选择性电极中的溶液浓度一致，都应为饱和溶液。3.要待电池的温度和恒温槽的温度一致时才能测其电动势。4.注意电势差计的使用时应注意的问题。5.测定时，电池电动势值开始较不稳定，每隔一定时间测定一次，到其稳定为止。六.实验数据处理七.思考题1.为什么用本法测定电池反应的热力学函数的变化值时，电池内进行的化学反应必须是可逆的？电动势又必须用对消法测定？2.本电池的电动势与KCl溶液的浓度是否有关？为什么？2八.仪器使用规程：1、在使用前，应将（N、X1、X2）转换开关放在断的位置，并将下方三个电计按钮全部松开，然后依次接上工作电源，标准电池，检流计，以及被测电池。2、温度校正标准电池电动势值。镉汞标准电池，温度校正公式：Et=E0－4.06×10-5(t－20)－9.5×10-7(t－20)式中Et为t0C时标准电池电动势；t为环境温度(0C)；E0为标准电池200C时的电动势。调节温度补偿旋钮（A、B），使数值为校正后之标准电池电动势值。3、将（N、X1、X2）转换开关放在“N”（标准）位置上，按“粗”电计按钮，旋动“粗”、“中”、“细”、“微”旋钮，调节工作电流，使检流计示零，然后再按“细”电计按钮，重复上述操作。注意按电计按钮时，不能长时间按住不放，需按及松交替进行防止被测电池，标准电池长时间有电流通过。4、将（N、X1、X2）转换开关放在“X1”或“X2”（未知）的位置，调节各大旋钮，使电计在按“粗”时使检流计示零，再按“细”电计按钮，直至调节至检流计示零。读下大旋钮下方小孔示数，即为被测电池电动势值。