电动势法测定化学反应的热力学函数值

电动势法测定化学反应的rGm, rHm, rSm 一实验目的及要求(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。二实验原理1本实验采用对消法测量电池的平衡电动势, 在待测电池上并联一个反向的外加电势, 调节回路使得通过待测电池的电流趋近于零, 测量待测电池的电动势。改变实验温度, 测量不同温度下电池的电动势, 求出电池电动势与温度的关系, 据此计算电池反应的热力学函数。2电池反应热力学函数rGm、rHm、rSm的计算恒温、恒压下、可逆条件下, rGm = -nFE,由吉布斯自由能的定义式, 在恒温条件下有下式:rSm = nF(ET)p; rHm = rGm + T rSm; rHm=-nEF+nTF(ET)p式中, (ET)p称为电池的温度系数。3实验中的电池反应式2Hg+2Cl-2e-=Hg2Cl2; C6H4O2+2H+2e-=C6H4(OH)2 ,测得该电池的温度系数，便可计算电池反应的rGm, rHm, rSm。三实验仪器与试剂恒温槽，电子电位差计，双层三口瓶，铂电极，温度计，饱和甘汞电极，柠檬酸溶液，KCl，硼氢化钠溶液，醌氢醌四实验操作1 打开恒温槽，调节温度比室温高232 组合电池：取0.003mol硼氢化钠（1.07g），0.003mol柠檬酸（0.63g）,加50ml水溶解，再用少量多次的方式加入醌氢醌至饱和。搅拌均匀后，装入可通恒温水的双层三口瓶中，插入铂电极和饱和甘汞电极（还有温度计），组成电池。3 恒温20分钟，用电位差计测量该电池的电动势，测量几次，各次测量差应小于0.0002V，取三次以上测量的平均值。4改变实验温度，每次升高23，重复第3步。5测五个不同温度下的电动势五实验数据记录室温：18.2 温度T/ T/K电动势E/mV24.7297.85238.52238.51238.5238.45大气压：27.3300.45236.15236.16236.1530.2303.35233.83233.81233.7832.9306.05231.16231.2231.16230.935.6308.75228.5228.47228.51六实验数据处理及误差分析室温：18.2 T/K电动势E/mV电动势平均值E/mV297.85238.52238.51238.5238.51 大气压：300.45236.15236.16236.15236.15 303.35233.83233.81233.78233.81 306.05231.16231.2231.16231.17 308.75228.5228.47228.51228.49 平均误差/mV相对平均误差0.02 0.0084%0.01 0.0056%0.05 0.0228%0.05 0.0231%0.05 0.0204%Xe=230.9极差R=231.2-230.9=0.3t1=(231.09-230.9)/0.3=0.6333t1表（见课本P7）=1.53按表不用舍弃，但操作中要求测定之差小于0.0002V，所以舍去。Xe=231.2极差R=231.2-231.16=0.04t1=(231.2-231.16)/0.04=1t1表（见课本P7）=1.53所以不用舍弃。由图得，当T=298K时，斜率k约为-0.912(mV/K)。根据线性回归方程Y=-0.912x + 510.4,得当T=298K时，E=238.624mV由rGm=-nEF=-2*238.624*0.001*9.648456=-4.60471KJ/molrHm=-nEF+nTF(ET)p=-2*238.624*0.001*9.648456+2*298*9.648456*(-0.912)*0.001=-9.8491439KJ/molrSm=nF(ET)p=2*9.648456*(-0.912)*0.001=-0.017599KJ/K.mol=-17.599J/K.mol 七误差分析用对差法测电动势时，要求电流为0，但调节时电路中总有微小电流通过。当电路中存在电流时，溶液浓度会产生变化，且电池存在内阻，会使所测电