41968

'Termodynamika reakcji elektrodowych Ćwiczenie numer A- 1.8

1. Wstęp teoretyczny

Siła elektromotoiyczna ogniwa jest charakterystyczna dla każdego ogniwa. Jest to wielkość różnicy potencjałów pomiędzy dwoma jednakowymi przewodnikami metalicznymi dołączonymi do elektrod, gdy przez ogniwo nie przepływa prąd elektryczny, tzn. zostaje osiągnięty stan równowagi reakcji elektrodowych w obu półogniwach. Siłę elektromotoryczną SEM oznacza się symbolem E.

Jeśli w ogniwie, którego dwa bieguny podłączone są do kompensatora i zrównoważone przyłożonym z zewnątrz napięciem równym sile elektromotorycznej ogniwa E może zajść termodynamicznie odwracana reakcja. W przypadku tego odwracalnego procesu i przy izobarycznym i izotermicznym przebiegu reakcji, jej entalpia swobodna AG jest równa maksymalnej pracy zewnętrznej nie będącej praca zmiany objętości:

AG = -zFE

gdzie: AG - entalpia swobodna [J]

z - liczba moli elektronów przepływających w obwodzie F - stała Faradaya (Cj E - siła elektromotoryczna ogniwa [V]

Entalpia i entropia reakcji zachodzącej w ogniwie wiąże się z siłą elektromotoryczna zależnościami opartymi na powyższym wzorze oraz na równaniu Gibbsa i Helmholtza:

"-"Hi)]

gdzie: AH - entalpia reakcji zachodzącej w ogniwie JS - entropia reakcji

W wykonywanym ćwiczeniu wykorzystywana była elektroda chlorosrebrowa i elektroda kalomelowa. Elektroda chlorosrebrowa Ag|AgQ(*)|CT zbudowana jest ze srebra pokrytego elektrolitycznie warstwą chlorku srebra i zanurzonego do roztworu jonów cłilorkowych. Elektroda kalomelowa o schemacie Hg|Hg202d)|CT jest najczęściej używanym półogniwem II rodzaju. Metaliczna rtęć styka się z kalomelem Hg2Cl2 stykającym się z roztworem chlorku potasu.

W naczyńku elektrolitycznym typu H, zanurzonym w termostacie, znajduje się ogniwo o schemacie:

- Ag, Aga, || KCU Hgidł Hg +

Po ustaleniu się stanu równowagi ( około 40-45 minut ) odczytać wskazanie multimetru. Pomiary wykonywane były w temperaturach około: 20 °C, 30 °C, 40 °C i 50 °C.

2. Obliczenia