电池电动势的测定与热力学函数的测定2014.3.19VIP专享

1 电池电动势测定与热力学函数测定 姓名陈博殷 学号 20112401073 年级 11化 4 课程名称 物理化学实验 实验时间 2014/3/19 指导老师 蔡跃鹏、林晓明 一、【实验目的】 1、掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法； 2、加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 3、测定电池（1）的电动势； 4、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； 5、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、△H。 二、【实验原理】 1、用对消法测定原电池电动势： 原因：原电池电动势不能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。 原理：在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等亍待测电池的电动势。 对消法实验原理图 2、原电池电动势书写： 电池书写习惯左方负极，右方正极。负极为氧化反应，正极为还原反应。如果电池反应自发，则电池电动势为正。符号“|”表示两相界面，“‖”表示盐桥。 3、电池电动势理论值计算原理： 规定原电池的电动势 E=φ+-φ-，φ+=φθ - ZFRT ln氧化还原αα ，φ-=φθ- - ZFRT ln氧化还原αα 对于电池 Hg | Hg2Cl2(s) | KCl( 饱和 ) ‖AgNO3 (0.02 mol/L) | Ag 负极反应：Hg+Cl-（饱和）→ 1/2Hg2Cl2+e-，正极反应：Ag++e-→ Ag 总反应：Hg+Cl-（饱和）+Ag+→ 1/2Hg2Cl2+Ag 2 正极银电极的电极电位：φAg/Ag+=φθAgAg/- FRT lngα1A φAg/Ag+ =0.799-0.00097（t-25），αAg+≈[Ag+]=0.02 负极饱和甘汞电极电位：φ饱和甘汞=φθ饱和甘汞 - FRT ln-Clα1 因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关， 其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25) 而电池电动势 E=φ+ - φ -；可以算出该电池电动势的理论值，与测定值比较即可。 4 、电动势法测定化学反应的 ΔG、ΔS、ΔH： 在恒温恒压可逆条件下，电池所做的电功是最大有用功， ΔG=-nEF 根据吉布斯-亥姆霍兹公式，ΔS=-nF（ ）p ，ΔH=-nEF+nFT（ ）p。 按照化...