1. Wstęp teoretyczny

Układ powstały przez połączenie przewodnikiem na zew. dwóch różnych metali zanurzonych w roztworze elektrolitu zachodzi pewna wypadkowa reakcji redoks będącą sumą reakcji przebiegającej w dwóch półogniwach. Elektrony uwalniane w jednym półogniwie-zwanym anodą, gdzie zachodzi proces utleniania, przesyłane są przez obwód zewnętrzny do drugiego półogniwa-katody, gdzie zachodzi proces redukcji Elektrony dostarczane są do obwodu zewnętrznego przez elektrodę lewą ,a odbierane przez prawą. Układ znajduje się w stanie równowagi gdy w obwodzie elektrod nie przepływa prąd . Zmierzona w stanie równowagi wartość różnicy potencja
łów określana jest jako SEM. Praca układu równa jest wówczas iloczynowi SEM i ładunku przeniesionego w istniejącym polu elektrycznym. Równocześnie praca ta równa jest zmianie potencjału. Potencjał termodynamiczny obliczamy ze wzoru:

ΔG = -zFE

zmianę entalpii układu obliczamy ze wzoru:

ΔS =

Zmianę entalpii reakcji obliczamy ze wzoru:

ΔH = ΔG + TΔS

Szczególnie ważne jest zastosowanie pomiaru SEM do określenia aktywności jonów wodorowych - pH . W tym celu stosuje się ogniwo złożone z półogniwa wskaźnikowego , którego potencjał jest funkcją aktywności jonów wodorowych .

2. Wykonanie ćwiczenia

• Otrzymane elektrody dokładnie czyścimy papierem ściernym.

• Przygotowujemy aparaturę do pracy, wymywając dokładnie naczyńka wodą destylowaną.

• Do środkowego otworu wlewamy 8 cm³ KNO₃ i szczelnie zatykamy korkiem.

• Przygotowujemy odpowiednio roztwory soli:

• 0,06 molowy ZnCl₂

• 0,06 molowy CdCl₂

Wlewamy po 15 cm³ do otworów. Następnie zanurzamy elektrody, odpowiednio Zn w roztworze ZnCl₂ i Cd w roztworze CdCl₂.

• Włączamy kompensator zgodnie z instrukcją, a następnie wykonujemy 5 pomiarów zgodnie z poleceniem, zmieniając temperaturę.

• Po zakończeniu pomiarów wymywamy naczyńko wodą destylowaną.

3. Wyniki pomiarów

Lp.	T [K]	SEM [V]
1	293	0,186
2	303	0,205
3	313	0,212
4	323	0,218
5	333	0,225

E = f(t)

E = 0,91t - 75,63

4. Obliczenia

Przykładowe obliczenia:

[ J / mol]

[J /(mol * K)]

[J / mol]

Resztę obliczeń wykonujemy w programie Excel i zestawiamy w tabeli:

Lp.	Temp. [ K ]	SEM [ V ]	ΔG [ J/mol ]	ΔS [ J/mol⋅K ]	ΔH [ J/mol ]
1	293	0,186	-35892,57	175603,41	51415906,51
2	303	0,205	-39559,01	175603,41	53168274,16
3	313	0,212	-40909,81	175603,41	54922957,46
4	323	0,218	-42067,63	175603,41	56677833,74
5	333	0,225	-43418,43	175603,41	58432517,04

5. Wnioski

Wyniki przeprowadzonych przez nas badań dowodzą , że siła elektromotoryczna ogniwa rośnie wraz za wzrostem temperatury ( można zaobserwować to na sporządzonym przez nas wykresie ). Wyznaczona podczas ćwiczenia charakterystyka SEM w zależności od temperatury pozwoliła nam wyznaczyć potencjał termodynamiczny entropii oraz entalpii reakcji elektrodowej zachodzącej w ogniwie . Z czego wynika że zachodzące reakcje były charakteru egzotermicznego.

Na otrzymane wyniki wpływ miały błędy popełnione przy sporządzaniu roztworów

oraz błąd miernika przy pomocy którego odczytywaliśmy SEM.

---