Opis wykonania ćwiczenia

W kolbach o pojemności 200cm3 sporządziłam 0,1 molowe roztwory K₃[Fe(CN)₆] i K₄[Fe(CN)₆] poprzez rozpuszczenie odpowiednich naważek. Sporządziłam roztwory żelazo- i żelazicyjanku potasu w warunkach pomiarowych zgodnie z tabelą. Następnie naczynka pomiarowe połączyłam kluczem elektrolitycznym i zanurzyłam w nich elektrody pomiarowe. Wykonałam 5-krotnie pmiary siły elektromotorycznej ogniwa odczytując wartości SEM w odstepach 2 min. Wyniki pomiarów zestawiłam w tabeli nr 1

Tabela nr 1

SEM	po 2min.	po 4min.	po 6min.	po 8min.	po 10 min.	po 12min.	po 14min.
		0,2302	0,1467	0,1182	0,0694	0,0436	0,0201	0,0036
		0,2286	0,1470	0,1182	0,0697	0,0420	0,0190	0,0009
		0,2283	0,1468	0,1181	0,0697	0,0421	0,0185	0,0008
		0,2283	0,1471	0,1182	0,0697	0,0422	0,0185	0,0009
		0,2284	0,1471	0,1182	0,0697	0,0423	0,0188	0,0010
SEM śr	0,2288	0,1469	0,1182	0,0696	0,0424	0,0190	0,0014

.

m₁ - masa naważki K₄[Fe(CN)₆] m₁ = 8,4480g

m₂ - masa naważki K₃[Fe(CN)₆] m₂ = 6,5846g

c₁ - stężenie roztworu K₄[Fe(CN)₆] c₁ = 0,1000 mol/dm³

c₂ - stężenie roztworu K₃[Fe(CN)₆] c₂ = 0,1000 mol/dm³

Obliczenia

1.

Znając stężenia przygotowanych roztworów oraz pobrane objętości obliczyłam n₁ i n₂ oraz x₁ dla składników roztworu 1 i kolejnych korzystając z zalezności:

x₁ = n₁ /(n₁ + n₂)

gdzie: n₁ = V₁*c₁

n₂ = V₂*c₂

Wyniki zestawiłam w tabeli nr 2.

Tabela nr2

Nr roztworu	n1	n2	x3
1	0,0020	0,00002	0,9901
2	0,0020	0,0001	0,9524
3	0,0020	0,0002	0,9091
4	0,0016	0,0004	0,8000
5	0,0014	0,0006	0,7000
6	0,0012	0,0008	0,6000
7	0,0010	0,0010	0,0,500

2.

Dla danego n1 SEM jest miarą pracy przeniesienia 1 mola jonów [Fe(CN)₆]^4- z roztworu 1 do roztworu 2 oraz 1 mola jonów [Fe(CN)₆]^3- z roztworu 2 do roztworu 1. Dokonując pomiaru SEM dla n* = n₁ w zakresie n*= 0 do n*=0,5 otrzymujemy entalpię swobodną mieszania jonów [Fe(CN)₆]^4- z

[Fe(CN)₆]^3- :

G^M = -F
= H^M - T*S^M (1)

Przyjmując entalpię mieszania jonów [Fe(CN)₆]^4- z [Fe(CN)₆]^3- za równą zeru otrzymujemy:

G^M = -TS^M

Zatem wyrażenie na entropię mieszania przybiera postać:

S^M = F/T
(2)

gdzie: F = 96485 C/mol

T = 298,6 K

3.

Całkowanie funkcji SEM = f(n*)

1. punkty zostały aproksymowane wielomianem czwartego stopnia:

SEM = 17,666n*⁴ - 21,7370n*³ + 9,4561n*² - 1,9156n* + 0,2253

b) całkowanie przeprowadziłam w granicach od n*=0 do n*=0,5 korzystając ze wzoru nr 2:

S^M =

⁴-21,737n*³ +9,4561n*²-1,9156n*+0,2253)dn

S^M =
[(17,666n*⁴/4)-(21,737n*³/3)+(9,4561n*²/2)-(1,9156n*)]

S^M =
[(17,666n*⁴/4)-(21,737n*³/3)+(9,4561n*²/2)-(1,9156n*)]

4.

Całkowanie wykresu metodą trapezów:

Całkowanie od n*_i do n*_i+1

S^M =

(y_i +y_i+1)*[(n*_i+1-n*_I)2]

W obliczeniach korzystałam ze wzoru:

P =1/2(a+b)h = (S^M/F)*T

Wyniki zestawiłam w tabeli nr 3:

Przedział	0,5-0,4	0,4-0,3	0,3-0,2	0,2-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01
Pole	0,00114	0,00445	0,0102	0,01975	0,02647	0,03417

Przez graniczną ekstrapolację wartości (S^M/F)*T do n*=0 na wykresie zależności

(S^M/F)*T = f(n*) wyznaczona została wartość entropii mieszania S^M

S^M = 0,037 J/K*mol* mol*K/C *96485C/mol * 298,6 1/K

S^M = 11,9556 J/mol*K

---