3582327087

Laboratorium chemii fizycznej
Sprawozdanie z ćwiczenia: „Termodynamika ogniw "
Ćwiczenie przeprowadzili:	Ocena z przygotowania:	Ocena ze sprawozdania:
- Łuka siak Paweł
-Pietruszko Adam
- SyzdekJarosław

1. Celćwicienia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie standardowej siły elektromotorycznej ogniwa (E^w), średniego współczynnika aktywności elektrolitu (y±) oraz wyznaczenie liczb przenoszenia jonów Cd* i Cl^- w roztworach wodnych CdCl₂ metodą pomiaru SEM ogniw stężeniowych z przenoszeniem, a także wyznaczenie potencjału termodynamicznego Gibbsa.

2. Podstawy fizyczne

SEM jest różnicą potencjałów wewnętrznych drutów łącznikowych wykonanych z tego samego metalu, dołączonych do elektrod wyprowadzających ogniwa otwartego. Termin „ogniwo otwarte” oznacza graniczny stan ogniwa wykonującego pracę elektryczną nieskończenie powoli. Zgodnie z tzw. Konwencja Sztokholmską od potencjału łącznika elektrody zapisanej z prawej strony odejmuje się potencjał elektrody lewej (SEM = Jt_K ),

Ponieważ SEM ogniwa można opisać przy pomocy funkcji termodynamicznych, zatem SEM, podobnie jak i one (funkcje termodynamiczne) zależy od temperatury. Ostatecznie:

f Y

o.-

-■sem

gdzie    -standardowa SEM ogniwa, związana ze standardowymi potencjałami chemicznymi

reagentów.

Siła elektromotoryczna badanego ogniwa chlorowo-kadmowego wyrażona jest wzorem:

E — E°

SEM ■‘-'SEM

3RT , ,₃rr _x RT , -ln(V4nry_±) -t--Ina.

2F

2 F

Cd, Hg i

gdzie: y_± jest współczynnikiem aktywności elektrohtu. Współczynnik ten wiąże ze sobą siłę jonową (I) i pewną stałą (A) charakteryzującą rozpuszczalnik. Opisany on jest wzorem zgodnie z teorią Debye' a - Hiickeła:

—Ąz₊z_\4l

iWj

log r±

gdzie I przedstawia się:

^J=iE^r

2 ^

Siła elektromotoryczna ogniwa stężeniowego przedstawiana jest wzorem:

Ec

m,z

ET,

=-Ina

2F

Cd.Kg

Znając siły elektromotoryczne wyżej wymienionych ogniw możemy wyznaczyć średni współczynnik aktywności elektrolitu CdCl₂.

Pomiar SEM pozwala na wyznaczenie również liczby przenoszenia przy pomocy ogniw stężeniowych z przenoszeniem.

SEM takiego ogniwa można wyrazić za pomocą wzoru:

1