电动势法测定化学反应的热力学函数变化值实验报告

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= S nF E2 E2 E nF △G=△H+T△S T P T2 T1 p

2. 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E E 甘汞 Ag,AgCl，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

-3饱和氯化钾溶液 0.1mol·dm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？

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：

-5-7 Et=E0－4.06×10(t－20)－9.5×10(t－20)

0000式中Et为tC时标准电池电动势；t为环境温度(C)；E为标准电池20C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。