ZESTAWIENIE WYNIKÓW
temp. [st.C] |
temp. [K] |
SEM [V] |
25 |
298 |
0,4667 |
30 |
303 |
0,4633 |
35 |
308 |
0,4620 |
40 |
313 |
0,4586 |
1. W ogniwie chemicznym o budowie zachodzą nastepujące procesy:
na anodzie:
na katodzie:
co sumarycznie daje:
2. Używane w pomiarach ogniwo można przedstawić schematycznie w następujący sposób:
(-)
(+)
3. Równanie Nersta na SEM badanego ogniwa:
[V]
Ponieważ aktywność ciał stałych jest równa 1, więc (I2)=1 i (Hg2Cl2)=1. Wartość aktywności jonów Hg+ pomijamy ze względu na bardzo małe stężenie.
Stąd:
[V]
gdzie:
E- siła elektromotorczna [V]
E0 - normalna siła elektromotoryczna [v]
R - stała gazowa - 8,314 [J/mol.K]
T - temperatura bezwzględna [K]
n - liczba elektronów biorących udział w reakcji
F - stała Faradaya - 96485,3 C/mol
4. Dane literaturowe na temat potencjałów normalnych elektrod używanych w doświadczeniach:
Elektroda |
Reakcja elektrodowa |
Potencjał E0 [V] |
I-/I2,Pt |
I2+2e-= 2I- |
+0,5360 |
Cl-/Hg2Cl2,Hg |
2Hg ++2 Cl-= Hg2Cl2 |
+0,2680 |
5. Obliczenia normalnej siły elektromotorycznej ogniwa ( dla aktywności reagentów równych jedności) - ΔE0:
[V]
gdzie: E01 - potencjał normalny elektrody dodatniej [V]
E02 - potencjał normalny elektrody ujemnej [V]
ΔE0=0,5360-0,2680=0,2680 [V]
6. Obliczenie stosunku aktywności jonów I-/Cl- w ogniwie na podstawie zmierzonej wartości SEM ogniwa (napięcia ogniwa w warunkach bezprądowych) w warunkach standardowych i obliczonej wartości normalnej siły elektromotorycznej ogniwa:
Stosunek aktywności jonów I-/Cl- wyznaczamy z równania Nersta na SEM badanego ogniwa
po przekształceniu:
otrzymujemy:
7. Wartość współczynnika temperaturowego.
8. Z równania Gibbsa-Helmholtza obliczamy efekt cieplny ΔH, zmianę entalpii swobodnej ΔG oraz zmianę entropii ΔS w określonych warunkach temperatury, ciśnienia i stężenia reagentów. Obliczenia przeprowadzamy dla temperatury końcowej (najwyższej), w której badaliśmy dane ogniwo SEM - 400C:
Obliczamy entalpię swobodną :
= z .F .E
z = 2
F = 96485,31 [C/mol]
E = 0,4586 [V]
= - 2 . 96485,31 . 0,4586 = - 88496,326[
]
=
b) Obliczamy entropię:
= z .F .
z = 2
F = 96485,31 [C/mol]
= -0,00047 [V/K]
ΔS= 2 . 96485,31 .(-0,00047) = -90,696 [J/mol . K]
ΔS=
c) Obliczamy entalpię :
ΔH = - 88496,326 + 313 . (-90,696) = -116884,174 [
]
ΔH =
1