Anna Demczuk sem. IV IM

Ćwiczenie nr 8

Wyznaczanie współczynników ΔG^o , ΔH^o , ΔS^o reakcji biegnącej w ogniwie na podstawie zależności temperaturowej siły elektromotorycznej.

1. Wyniki pomiarów :

2. Regresja pomiarów (wyliczona za pomocą programu komputerowego)

A = 0,318104 R(x) 43,5262

B = 37,03962 44,0988

S_a = 0,015199 44,7350

S_b = 0,474739 44,9895

r₂ = 0,997722 45,7212

46,2619

46,6755

47,2481

47,9797

48,5205

49,0931

49,3794

49,7611

3. Wyznaczanie
oraz E^o

(współczynnik temperaturowy) - równy jest nachyleniu prostej a. Zatem :

= 0,318104

a = 0,318104

[mV]
b = 37,039616

t = 25^oC

E^o w temperaturze 25^oC jest równe 44,99 mV = 0,045 V

4. Wyznaczenie ΔG^o ; ΔS^o ; ΔH^o

5. Obliczanie błędów pomiaru - błąd bezwzględny:

Błędy bezwzględne wynoszą odpowiednio:

Δ(ΔG^o) = 36,6

Δ(ΔS^o) = 2,91

Δ(ΔH^o) = 907,06

6. Dane literaturowe: „Poradnik Fizykochemiczny” (Praca zbiorowa, WNT Warszawa 1974r).

W ogniwie zachodzi reakcja:

2 Ag + Hg₂Cl₂ → 2AgCl + 2Hg

Dla powyższej reakcji standardowe funkcje termodynamiczne wynoszą odpowiednio:

- entalpia

ΔH⁰ = 2ΔH⁰ (AgCl) - ΔH⁰ (Hg₂Cl₂)

ΔH⁰ = 2·(- 127030) - (- 264930) = 10870 J/mol

- entropia

ΔS⁰ = 2S⁰ (AgCl) + 2S⁰ (Hg) - S⁰ (Hg₂Cl₂) - 2S⁰ (Ag)

ΔS⁰ = 2·(96,11) + 2·(77,4) - 195,8 - 2· (42,72) = 65,78 J/mol·K

- entalpia swobodna

ΔG⁰ = 2ΔG⁰ (AgCl) - ΔG⁰ (Hg₂Cl₂)

ΔG⁰ = 2·(- 109700) - (-210660) = - 8740 J/mol

ΔG⁰_L = - 8740 J/mol

ΔS⁰_L = 65,78 J/mol·K

ΔH⁰_L = 10870 J/mol

7. Obliczenie błędów względnych na podstawie otrzymanych wyników oraz danych literaturowych:

8. Wyniki końcowe :

ΔG⁰ = - 8685 ± 55 J/mol

ΔS⁰ = 61 ± 4 J/mol·K

ΔH⁰ = 9610 ± 1257 J/mol

9. Przyczyny błędów.

Na błąd pomiaru wpływa dokładność mierników, odczyt temperatury, oraz wartości na mierniku. Temperatura powinna być odczytywana z dokładnością do 0,001⁰C, a nie jak to miało miejsce podczas pomiaru do 0,1⁰C.

Duży wpływ na mierzone wartości ma czas termostatowania ogniwa. Ogniwo powinno być termostatowane przez około 1 godzinę. Krótszy czas kąpieli termostatującej znacznie wpływa na błąd.

Analizując błędy widać, że największą wartość ma błąd ΔH⁰, ponieważ jest ona sumą pozostałych dwóch funkcji termodynamicznych, więc błąd ulega kumulacji.

Jeżeli chodzi o błąd względny to mierzone wielkości obdarzone są błędami, gdyż reakcjom zachodzącym w ogniwach odwracalnych towarzyszą niewielkie zmiany entropii.