1 / 12

实验 7 7 化学电池温度系数的测定

实验 7 7 化学电池温度系数的测定. 77.1 实验目的 (1) 测定化学电池在不同温度下的电动势，计算电池反应的热力学函数△ G 、△ H 和△ S 。 (2) 掌握电位差计的测量原理和使用方法。.

brett-mccarthy
Download Presentation

实验 7 7 化学电池温度系数的测定

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 实验77 化学电池温度系数的测定 • 77.1 实验目的 • (1) 测定化学电池在不同温度下的电动势，计算电池反应的热力学函数△G、△H 和△S。 • (2) 掌握电位差计的测量原理和使用方法。

  2. 77.2 实验原理电池除可用来作为电源外，还可用来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应应该有以下关系：△G=-nFE(1)根据吉布斯-亥姆霍兹(Gibbs-Helmholtz)公式，△G、反应热△H、熵变△S 和温度T的关系为：△G-△H=-T△S(2)代入（1）式可得△H=-nFE + nFT (3) △S=- = nF (4)

  3. 因此，在恒压下（一般在常压下），测量一定温度T时的电池电动势E，即可求得电池反应的△G。测定不同温度下的电动势，最后以电动势对温度作图，即可从曲线上求得电池的温度系数 。利用（3）和（4）式，即可得到△H 和△S。 如果电池反应中反应物和生成物的活度均为1，温度为298K，则所测定的电动势和热力学函数即为 、 、 和 。 例如：电池符号 Zn│ZnS04(0.1000 mol·L-1 )‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg 负极反应 正极反应 总电极反应

  4. 由此可知，如果在298 K测定电池电动势，即可得 ，由（1）式求得 。 根据不同温度下测得的电动势，绘制E-T 曲线，并通过作切线斜率求取20 ℃、30 ℃、40 ℃和50 ℃四个温度下E 和 ，进而算出 和 。

  5. 77.3 操作步骤 1.电极制备 （1）锌电极 用砂子打磨和用硫酸浸洗锌电极以除去表面上的氧化层，然后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗后备用，然后浸入饱和硝酸亚汞溶液中3～5 s，取出后用滤纸擦拭锌电极，使锌电极表面有一层均匀锌汞齐，再用蒸馏水淋洗（汞有毒，用过的滤纸应投入指定的有盖的广口瓶中，瓶中应有水淹没滤纸，不要随便乱丢）把处理好的锌电极插入清洁的电极管内并塞紧，将电极管的虹吸管管口插入盛有0.1000 mol·L-1ZnSO4溶液的小烧杯中,用针管或吸气球自支管抽气,将溶液吸入电极管至出电极约1 cm,停止抽气,旋紧活夹,电极的虹吸管(包括管口)不可有气泡,也不能有漏液的现象。

  6. 2.在20 ℃、30 ℃、40 ℃和50 ℃等几个温度下，采用SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪，测定下列电池的电动势： Zn│ZnS04(0.1000 mol·L-1)‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg

  7. 以内标为基准进行测量 • a）校验 • ① 将“测量选择”旋钮置于“内标”。 • ② 将“100”位旋钮置于“1”，“补偿”旋钮逆时针旋到底，其他旋钮均置于“0”，此时，“电位指示”显示“1.00000”V，若显示小于“1.00000”V可调节补偿电位器以达到显示“1.00000”V，若显示大于“1.00000”V应适当减小“100～10-4”旋钮，使显示小于“1.00000”V，再调节补偿电位器以达到“1.00000”V。 • ③ 待“检零指示”显示数值稳定后，按一下“采零”键，此时，“检零指示”显示为“0000”。

  8. b）测量 • ① 将“测量选择”置于“测量”。 • ② 用测试线将被测电动势按“+”、“-”极性与“测量插孔”连接。 • ③ 调节“100 ～10-4”五个旋钮，使“检零指示”显示数值为负且绝对值最小。 • ④ 调节“补偿旋钮”，使“检零指示”显示为“0000”，此时，“电位显示”数值即为被测电动势的值。

  9. 77.4 注意事项 • (1) 制备电极时，防止将正负极接错，并严格控制电镀电流。 • (2) 测量过程中，若“检零指示”显示溢出符号“OU.L", 说明“电位指示”显示的数值与被测电动势值相差过大。 • (3) 电阻箱10-4档值若稍有误差，可调节“补偿”电位器达到对应值。 • (4) 清洗电极并用滤纸擦干，放回盒内。

  10. 77.5 问题讨论 （1）本实验中，如果采用0.1 mol·L-1或2.0 mol·L-1的KCl溶液，对电池电动势测量有否影响？为什么？ （2）如何用测得的电动势数据来计算电池反应的平衡常数？

  11. 77.6 参考答案 （1）本实验中，如果采用0.1 mol·L-1或2.0 mol·L-1的KCl溶液，对电池电动势测量有否影响？为什么？ 答：有，根据Nernest方程，电解质浓度对电池电动势有影响。故对电池电动势测量有影响。

  12. （2）如何用测得的电动势数据来计算电池反应的平衡常数？ • 式中,Eθ=E-(RT/2F)lnK • K即为该电池反应的平衡常数。 • 只要测出电池电势E 及电池中各物质活度aZn2+ • 和aCu2+ ，就可以求出 ，进一步算出平衡常数K。 答：

More Related