1) Wykres zależności SEM = f(T). Określenie wartości współczynnika temperaturowego siły elektrochemicznej ogniwa.

Temperatura	E [V]	n [ liczba elektronów/cząsteczka ]
0,5	1417	2
10	1408	2
20	1402	2
30	1393	2
40	1386	2

Zależność siły elektromotorycznej ogniwa od temperatury ma przebieg liniowy, który jest opisany równaniem : y= -0,777x + 1416 . Jest to obarczone niewielkim błędem aproksymacji równym 2,3477*10^-5. Świadczy to o dokładnym wykonaniu doświadczenia.

2) Jaką pracę wykonywał układ?

Δ G określa maksymalną pracę elektryczną jaką wykonuje układ, a w szczególności dla procesu samorzutnego, w którym zarówno Δ G i W są ujemne, w stałej temperaturze i pod stałym cisnieniem W_{e max}= Δ G

3) Przedyskutować otrzymane wartości Δ_rG, Δ_rS i Δ_rH. Wyjaśnić dlaczego maja określone wartości, jakie to ma znaczenie termodynamiczne.

Temperatura [K]	SEM [V]	W [J]	ΔrG [J]	ΔrS [J/K]	ΔrH [J]
			Elektrochem.	Elektrochem.	Elektrochem.
273,5	1,417	-273481	-273481	-150	-314506
283	1,408	-271744	-271744	-150	-314194
293	1,402	-270586	-270586	-150	-314536
303	1,393	-268849	-268849	-150	-314299
313	1,386	-267498	-267498	-150	-314448

Pomiar SEM umożliwił nam obliczenie Δ_rG, Δ_rS i Δ_rH oraz współczynnika temperaturowego reakcji, która przebiegała w ogniwie. Wartość potencjału termodynamicznego obliczamy po to by stwierdzić czy w danych warunkach reakcja zachodzi samorzutnie. Proces w którym następuje zmniejszenie potencjału termodynamicznego Δ G <0 zachodzi ze znaczną wydajnością. W przeprowadzonym doświadczeniu w każdej z badanych temperatur, zmiana potencjału termodynamicznego dla rekacji biegnącej w ogniwie Clarka, jest wartością ujemną, co świadczy o samorzutności reakcji w danych warunkach.

Zmiana entalpii Δ H w badanym przez nas zakresie temperatur również jest wartością ujemną. Oznacza to, że reakcja jest egzotermiczna – przebiega wydzieleniem ciepła do otoczenia.

Δ S jest stała niezależnie od temperatury. Zmiana entropii układu w którym zachodzi reakcja chemiczna nie świadczy jednoznacznie o kierunku przebiegu reakcji samorzutnej. W każdej reakcji obowiązuje warunek wzrostu entropii, ale dotyczy on całkowitej zmiany entropii układu wraz z otoczeniem. Trudno jest jednak zmierzyć entalpię otoczenia. Wiemy jednak z zasady termodynamiki, ze całkowita entropia musi rosnąć zatem pewne jest, że w trakcie przebiegu reakcji wzrosła entropia otoczenia.

4) Na podstawie pomiarów elektrochemicznych obliczyć Δ_rG, Δ_rS i Δ_rH badanej reakcji w temperaturze 298 K.

E_298K = −0, 00078 • 25+ 1,416=1,3965 [V]

rG = −nFE

$$rG = - 2 \bullet 96500 \bullet 1,3965 = - 1930002.793\ \lbrack\frac{J}{\text{mol}}\rbrack$$

$$rS = nF\left( \frac{\partial E}{\partial T} \right)_{p}$$

rS = −150

$$rH = - nFE + nFT({\frac{\partial E}{\partial T})}_{p}$$

rH = −2 • 96500 • 1, 3965 + 2 • 96500 • 298 • (−0,00078) = −314385, 42 [J]

5)Przedyskutować w jakich warunkach reakcja w ogniwie może zachodzić w kierunku przeciwnym.

Czynnik entropowy ma wartości entropowe mniejsze od zera ale jest większy od Δ H. Gdyby TΔS był większy od zera to potencjał termodynamiczny byłby równy bądź większy od 0. W pierwszym przypadku układ znajdowałby się w stanie równowagi zaś w drugim proces przebiegał by samorzutnie w kierunku przeciwnym.

6) Na podstawie literaturowych danych termodynamicznych określić ΔrS badanej reakcji oraz porównać z danymi uzyskanymi w ćwiczeniu.

Dane literaturowe:

Temperatura [K]	SEM [V]	ΔrG [J]	ΔrS [J/K]	ΔrH [J]
273	1,4483	-2,795 *10^5	-2,433*10^2	-3,459*10^5
283	1,4382	-2,775*10^5	-2,433*10^2	-3,464*10^5
293	1,4263	-2,752*10^5	-2,433*10^2	-3,466*10^5
303	1,4130	-2,727*10^5	-2,433*10^2	-3,464*10^5
313	1,3983	-2,698*10^5	-2,433*10^2	-3,460*10^5

Wartości zmierzone przez nas w doświadczeniu są zbliżone do danych literaturowych. Świadczy to o poprawności wykonanego doświadczenia oraz obliczeń.