BieńkowskI Wojciech gr.3 WFTiMS

Ćwiczenie nr. 8: Wyznaczanie ∆G⁰, ∆H⁰, ∆S⁰ reakcji biegnącej w ogniwie na podstawie zależności temperaturowej siły elektromotorycznej.

Ćwiczenie polegało na pomiarze zależności SEM od temperatury. Termostat ustawiłem na najbardziej optymalną temperaturę po czym dokonałem 7 pomiarów co 2 C⁰, każdy w przeciągu 15 min od poprzedniego. Wyniki zestawiłem w poniższej tabeli i zrobiłem wykres do tych pomiarów.

lp	X: temp [C⁰]	Y: SEM ( E ) [mV]
1	22,5	41,88
2	24,1	42,5
3	26	43,15
4	28,3	43,93
5	32,2	45,13
6	35	46,09
7	39,3	47,52

Obliczenia:

X	Y	XY	X^2	Y^2	(średnia X)^2	ŷ	(y - ŷ)^2
22,5	41,88	942,3	506,25	1753,9	877,852245	41,9491	0,00476952
24,1	42,5	1024,25	580,81	1806,3		42,4799	0,00040266
26	43,15	1121,9	676	1861,9		43,1103	0,0015726
28,3	43,93	1243,219	800,89	1929,8		43,8735	0,00319537
32,2	45,13	1453,186	1036,84	2036,7		45,1675	0,00140421
35	46,09	1613,15	1225	2124,3		46,0965	4,2232E-05
39,3	47,52	1867,536	1544,49	2258,2		47,5232	1,0348E-05
29,63	44,314	1323,649	910,04	1967,3		44,3143	0,00162813

= 0,33179495

= 34,4837

Mój współczynnik temperaturowy jest równy współczynnikowi kierunkowemu a.

= 0,33179495

suma X^2	suma X	suma Y^2	suma Y	suma (y - ŷ)^2
6370,28	207,4	13771,11	310,2	0,011396927

a	b	r	r^2	Sr^2	Sr	∆a	∆b	∆E⁰
0,331795	34,48	0,99977	0,99954	0,00142	0,03774	0,0058	0,17492	0,0000968

t = 2,306

$a = t*Sr*\sqrt{\frac{7}{7*\sum_{}^{}{x^{2} - (\sum_{}^{}{x)\hat{}2}\ }}} = \ $0,005798

$b = t*Sr*\sqrt{\frac{\sum_{}^{}{x\hat{}2}}{7*\sum_{}^{}{x^{2} - (\sum_{}^{}{x)\hat{}2}\ }}}$ = 0,174921852

$E^{0} = t*Sr*\sqrt{1 + \frac{1}{7} + 7*\left( X - 25 \right)^{2}} = \ $0,0000968

Obliczam następnie E⁰ w 25 C⁰

E⁰ = a*t + b

E⁰ = 0,04277 [V]

Kolejnym krokiem było wykorzystanie E⁰ do obliczenia ∆G⁰, ∆H⁰, ∆S⁰ :

Porównanie z danymi literaturowymi:

Źródło danych literaturowych:

Praca zbiorowa, „Chemia fizyczna”,Warszawa: PWN 2001

- 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

Błędy bezwzględne pomiarów przedstawiam poniżej:

Obliczam błędy względne pomiaru:

Wnioski:

Dokładność wyników jest uzależniona od dokładności mierników w tym przypadku od miernika wskazującego SEM i od termometru. Znaczny wpływ prawdopodobnie miał również czas odczytywania poszczególnych pomiarów, w moim przypadku było to mniej więcej 10 – 15 minut.