Sobiesław Torliński 23.03.2002

Ćwiczenie 3

ENTROPIA MIESZANIA ROZTWORÓW NA PODSTAWIE

POMIARÓW SEM OGNIW STĘŻENIOWYCH

Wyniki pomiarów:

masa naważki k₄[Fe(CN)₆] - m₁= 8,4480g,

stężenie roztworu k₄[Fe(CN)₆] - c₁=0,100 [mol/dm³],

masa naważki k₃[Fe(CN)₆] - m₂=6,5846g,

stężenie roztworu k₃[Fe(CN)₆] - c₂=0,100 [mol/dm³],

Nr roztworu	1	2	3	4	5	6	7
SEM [V]	0,2360	0,1488	0,1197	0,0711	0,0436	0,0223	0,0003
		0,2362	0,1489	0,1198	0,0712	0,0437	0,0224	0,0004
		0,2364	0,1490	0,1199	0,0712	0,0438	0,0225	0,0005
SEMśr.	0,2362	0,1489	0,1198	0,0712	0,0437	0,0224	0,0004

Przykład obliczeń dla roztworu 1:

V₁ = 20 [cm³] = 0,02 [dm³], V₂ = 0,2 cm³ = 0,0002 dm³,

c₁ = 0,1 [mol/dm³], c₂ = 0,1 [mol/dm³],

n₁ = V₁c₁ = 0,002 mol, n₂ = V₂c₂ = 0,00002 mol.

x₂ = 1 - x₁

x₁ = 0,002 / (0,002 + 0,00002) x₂ = 0,0099

x₁ = 0,9901

Nr roztworu	n1	n2	x1	x2
1	0,0020	0,00002	0,9901	0,0099
2	0,0020	0,0001	0,9524	0,0476
3	0,0020	0,0002	0,9091	0,0909
4	0,0016	0,0004	0,8000	0,2000
5	0,0014	0,0006	0,7000	0,3000
6	0,0012	0,0008	0,6000	0,4000
7	0,0010	0,0010	0,5000	0,5000

Całkowanie funkcji SEM = f(n*):

1. Punkty zostały aproksymowane wielomianem czwartego stopnia.

SEM = 17,666 n*⁴ - 21,737 n*³ + 9,4561n*² - 1,9156 n*² + 0,2253 n*

2. Całkowanie przeprowadzono w granicach od n* = 0 do n* = 0,5.

F = 96485 [C/mol]

T = 298,6 [K]

(17,666 n*⁴ - 21,737 n*³ + 9,4561 n*² - 1,9156 n* + 0,2253)dn

[ (17,666n*⁵ / 5) - (21,737 n*⁴ / 4) +( 9,4561 n*³ / 3) - (1,9156 n*² / 2) + 0,2253 n*)]

S_M = (96485 / 298,6) (0,1104 - 0,33960 + 0,3940 - 0,2395 + 0,1127)

S_M = (96485 / 298,6) ∗ 0,03798 = 12,27 [ J / K mol]

Całkowanie wykresu metodą trapezów:

Całkowanie od n*_i do n*_{i + 1},

W obliczeniach korzystam ze wzoru:

Przykład obliczenia dla przedziału - 0,5 - 0,4:

P₁ = 0,5 (0,0004 + 0,0224) 0,1 = 0,00114

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 graficzną 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 = (0,03417 ∗ 96485) / 298,6 = 8,271 [ J / mol K]

---