Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторная работа 25.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
30.04.2019
Размер:
1.27 Mб
Скачать

Лабораторная работа № 25. Измерение температурного коэффициента э.Д.С. Гальванического элемента и расчет термодинамических величин.

Цель работы: приготовление гальванического элемента и измерение его э.д.с. при различных температурах. Вычисление температурного коэффициента dE/dT, а также изменения энтальпии , энтропии , энергии Гиббса , для реакции, протекающей в гальваническом элементе.

Обратимый гальванический элемент может быть составлен из любых двух обратимых электродов (I рода, II рода или окислительно-восстановительных). Диффузионный потенциал на границе контактирующих растворов снижают до минимума, соединяя растворы при помощи солевого мостика, наполненного насыщенным раствором KCl

При измерениях э.д.с. нужно помнить:

● равновесные значения э.д.с. устанавливаются не сразу, а через 3-5 мин после составления гальванического элемента;

● во избежание поляризации электродов, цепь можно замыкать при измерениях только на очень короткое время;

● следует следить за надежностью контактов (возможно образование пузырьков воздуха на кончиках солевого мостика).

Теоретическое обоснование.

Допустим, что в гальваническом элементе квазистатически протекает реакция по уравнению:

v1 А1+ v2 А2= v3 А3+ v4 А4,

Где А1 и А2 _- исходные вещества, А3 и А4 - продукты реакции, v1 -стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Если в результате протекания реакции прореагирует v1 моль вещества А1 c v2 моль вещества А2 с образованием v3 моль вещества А3 ­и v4 моль вещества А4, то говорят, что реакция совершила один пробег. К этим условиям протекания реакции обычно относят наблюдаемые в системе изменения энтальпии, энтропии и ряда других термодинамических величин.

Для квазистатического процесса при постоянном давлении и температуре максимально полезная работа (электрическая) равна, убили энергии Гиббса - :

- = =zFE (1)

Из уравнения Гиббса-Гельмгольца:

(2)

Из уравнения (1) следует:

(3)

При dE/dT =0, т.е. когда э.д.с. элемента не зависит от температуры, энергия реакции (реакция экзотермическая) полностью превращается в электрическую работу.

При dE/dT >0 получаемая работа =zFE больше энергии, освобождающейся в результате реакции. Избыток энергии черпается из окружающей среды. Если доступ тепла из вне будет затруднен, то элемент при работе будет охлаждаться. Известны гальванические элементы. В которых протекающая реакция является эндотермической ( >0), а dE/dT >0. В таких элементах, очевидно, максимально полезная работа полностью производится за счет энергии окружающей среды.

При dE/dT <0 получаемая работа меньше энергии, доставляемой реакцией; часть энергии будет выделяться в виде теплоты. Если отдача тепла элементом затруднена, то элемент при работе будет нагреваться.

Сопоставляя уравнение (3) с уравнением

(4)

Легко показать, что изменение энтропии

(5)

Приборы и реактивы: установка для измерения э.д.с., солевой мостик с насыщенным раствором KCl, электроды.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.