Elwira Lisińska Data złożenia sprawozdania 11.04.2011r

Ćwiczenie nr.8

Wyznaczanie ΔG⁰, ΔH⁰, ΔS⁰ reakcji biegnącej w ogniwie na podstawie zależności temperaturowej siły elektromotorycznej

I. Zestawienie wyników pomiarów:

T [˚C]	T [K]	SEM [mV]
21,4	294,4	44,02
24,3	297,3	44,78
27,4	300,4	45,45
31,2	304,2	46,37
34,1	307,1	47,13
36,9	309,9	47,61
39,1	312,1	48,05

II. Wykres zależności E=f(T)

Na podstawie powyższych danych został wykreślony wykres zależności siły elektromotorycznej od czasu. Jego równanie trendu ma postać: E=0,3291T+33,184

Wykres znajduje się na oddzielnej kartce na końcu.

Z linii trendu odczytujemy współczynnik kierunkowy prostej a=0,3291 i współczynnik b=33,184

III. Wyznaczenie wartości współczynnika temperaturowego :

Współczynnik temperaturowy jest równy nachyleniu prostej a (współczynnik kierunkowy), który wynosi:

IV. Obliczenie E⁰ (SEM w 25⁰C) i jej błędu pomiaru:

• Błąd pomiaru:

$u\left( E \right) = \sqrt{\frac{1}{7 - 2} \bullet \left\lbrack \frac{944,1362}{39141,5} \right\rbrack}$= 0,0695/1000=0,0000695≈0, 00007

E˚=0,0414±0,00007V

V. Obliczanie ΔG⁰ , ΔS⁰ , ΔH⁰ oraz błędy pomiaru:

• Obliczenia

G = −zFE

G = −2 • 96500 • 0, 0414

$$\mathbf{G = - 7990,2}\frac{\mathbf{J}}{\mathbf{\text{mol}}}$$

$$S = zF\left( \frac{\partial E}{\partial T} \right)_{P}$$

$$S = 2 \bullet 96500 \bullet \frac{0,3291}{1000}$$

$$\mathbf{S = 63,5}\frac{\mathbf{J}}{\mathbf{mol \bullet K}}$$

$H = - zF\left\lbrack E - T\left( \frac{\partial E}{\partial T} \right)_{P} \right\rbrack$

$$H = - 2 \bullet 96500 \bullet \left\lbrack 0,0414 - 298 \bullet \frac{0,3291}{1000} \right\rbrack$$

$$\mathbf{H = 10686,8}\frac{\mathbf{J}}{\mathbf{\text{mol}}}$$

• Błędy pomiaru:

• wyniki:

ΔG⁰ = – 7990,2 ± 13,51 J/mol

ΔS⁰ = 63,5 ± 0,64 J/mol·K

ΔH⁰ = 10686,8 ± 202,79 J/mol

VI. Porównanie z danymi literaturowymi:

Obliczenie ΔG⁰, ΔS⁰, ΔH⁰ na podstawie danych literaturowych zaczerpniętych z „Poradnika Fizykochemicznego” (Praca zbiorowa, WNT Warszawa 1974r).

W ogniwie zachodzi następująca reakcja:

2 Ag + Hg₂Cl₂ → 2AgCl + 2Hg

Dla powyższej reakcji standardowe funkcje termodynamiczne wynoszą odpowiednio:

- entalpia

ΔH⁰ = 2ΔH⁰ (AgCl) – ΔH⁰ (Hg₂Cl₂)

ΔH⁰ = 2·(– 127030) – (– 264930) = 10870 J/mol

- entropia

ΔS⁰ = 2S⁰ (AgCl) + 2S⁰ (Hg) – S⁰ (Hg₂Cl₂) – 2S⁰ (Ag)

ΔS⁰ = 2·(96,11) + 2·(77,4) – 195,8 – 2· (42,72) = 65,78 J/mol·K

- entalpia swobodna

ΔG⁰ = 2ΔG⁰ (AgCl) – ΔG⁰ (Hg₂Cl₂)

ΔG⁰ = 2·(– 109700) – (–210660) = – 8740 J/mol

ΔG^0L = – 8740 J/mol ΔS^0L = 65,78 J/mol·K ΔH^0L = 10870 J/mol

• Błędy względne

VII. Wnioski:

Na błąd pomiaru wpływa precyzja, z jaką ten pomiar został przeprowadzony, czyli dokładność mierników. W rozpatrywanym przypadku błędem obarczone są odczytywane wartości SEM oraz wartości temperatury. Temperatura powinna być odczytywana z dokładnością do 0,001⁰C, a nie jak to miało miejsce podczas pomiaru do 0,1⁰C.

Duży wpływ na mierzone wartości ma czas termostatowania ogniwa. Ogniwo powinno być termostatowane przez około 1 godzinę. Krótszy czas kąpieli termostatującej znacznie wpływa na błąd.