Часть 1.
1. Считая зависимость ЭДС от температуры линейной функцией, рассчитывают температурный коэффициент ЭДС по уравнению
=
(23)
и заносят его в таблицу 1.
2. Используя уравнения (2), (18) и (19), рассчитывают изменение термодинамических функций ∆G, ∆S и ∆H в результате протекания реакции (9) и заносят их в таблицу 1.
Часть 2.
3.
Используя значения стандартных
потенциалов медного (0,337 В) и
хлорсеребряного (0,222 В) электродов, по
уравнению (14) рассчитывают значения
для растворов указанных концентраций.
4.
Рассчитывают ионную силу раствора и
строят графическую зависимость в
координатах lg
=f
(
),
где
I
=
– ионная сила раствора;mi
и zi
– моляльность и заряд i-го
иона соответственно.
В интервале концентраций, в котором выполняется предельный закон Дебая-Хюккеля,
lg
= – |z+·z–|·h
,
(23)
должна
наблюдаться линейная зависимость между
lg
и
.
В уравнении (23) h – величина, включающая
физические постоянные, свойства
электролита и температуру и независящая
от концентрации.
Её теоретическое значение равно
hтеор.
=
=
,
(24)
где е – элементарный заряд, Кл; NA – число Авогадро, моль–1; ε – относительная диэлектрическая проницаемость раствора; εо – электрическая постоянная, Ф/м. Коэффициент 1,825·106 соответствует размерности h дм3/моль)1/2.
5.
В интервале концентраций, где выполняется
уравнение (23), зависимость lg
=f
(
)
обрабатывают уравнением прямой линии
и рассчитывают постоянную hэксп
в предельном законе Дебая – Хюккеля.
Полученное значение h
сравнивают с теоретическим hтеор.
6. По уравнению (2) определяют ∆G для заданных концентраций.
7. Рассчитанные величины заносят в таблицу 2.
8.
На основании найденного значения
делают
вывод о характере изменения температуры
гальванического элемента в адиабатических
условиях.
По результатам работы делают выводы и вычисляют абсолютную и относительную ошибки.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Приведите примеры гальванических цепей без переноса.
2. Способы измерения ЭДС гальванических цепей. Расскажите их сущность.
3. В чем преимущества электрохимического способа изучения термодинамики химических реакций перед другими?
4. Изложите правила конструирования гальванической цепи без переноса.
5. Какие виды электродов существуют?
6. Уравнения Нернста для потенциалов электродов первого и второго рода.
7. Вывести уравнение (13).
8. Что означает термин «адиабатические условия»?
9. Написать реакции на электродах при замыкании гальванического элемента на нагрузку.
10. Что такое ионная сила раствора электролита? Рассчитать ионную силу раствора заданного преподавателем.
11. Показать направление электрического тока во внешней и внутренней цепях элемента при замыкании его на нагрузку.
12. Какие частицы переносят ток во внешней и внутренней цепях элемента при замыкании его на нагрузку? Направление движения частиц.
13.
Вывести уравнение связи между активностью
соединения as
и средним коэффициентом активности
электролита
.
14. Написать основные уравнения связывающие термодинамические характеристики химической токообразующей реакции, протекающей в гальваническом элементе, и его электрические характеристики.
15. Объяснить влияние знака температурного коэффициента ЭДС на изменение температуры гальванического элемента в адиабатических условиях.
16. Предельный закон Дебая-Хюккеля.
17. Размерность величин в уравнениях.