Расчет термодинамических функций

1. Графически по тангенсу угла наклона прямой определите температурный коэффициент ЭДС dE/dT = ΔЕ/ΔТ, используя линейный участок на полученной Е, Т − зависимости. Тангенс угла наклона определяется как отношение противолежащего катета к прилежащему.

2. Запишите уравнения электродных реакций, а также общее уравнение токообразующей химической реакции в гальванической цепи.

3. По формулам (4.12), (4.17), (4.18) вычислите ΔG, ΔН и ΔS для реакции, протекающей в электрохимической цепи. Результаты измерений и расчетов занесите в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Результаты расчета изменения термодинамических функций

по температурному коэффициенту ЭДС

t, оС	T, K	Е, В	ΔЕ/ΔТ, В/К	ΔG, Дж/моль	ΔН, Дж/моль	ΔS, Дж/моль∙К

4. Используя табличные значения стандартных термодинамических величин [4], вычислите теоретические значения ΔG°, ΔН° и ΔS° данной реакции при 298 К.

Выводы

1. Укажите термохимический тип процесса.

2. Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания химического процесса в изученной системе.

Работа 10. Определение рН с помощью стеклянного электрода.

Расчет степени и константы диссоциации слабых электролитов

Цель работы

1. Определить рН растворов потенциометрическим методом с использованием стеклянного электрода.

2. Рассчитать степень диссоциации слабого электролита.

Оборудование

Учебно-лабораторный комплекс «Химия» (прил. 1) в комплектации:

- компьютер,

- центральный контроллер (рис. П.1.1),

- модуль «Электрохимия» (рис. П.1.6) в комплекте с одним стаканом (50 мл), стеклянным и хлоридсеребряным электродами (рис. П.1.8).

Рабочее задание

Концентрация ионов водорода в водном растворе характеризуется водородным показателем рН:

(4.19)

Наиболее часто для измерения рН используется стеклянный электрод. На поверхности стеклянного электрода устанавливается потенциал , величина ко­торого пропорциональна концентрации ионов водорода в растворе :

. (4.20)

Поэтому

(4.21)

Стандартный потенциал стеклянного электрода является его индивидуальной характеристикой, поэтому для определения рН электрод предварительно калибруют с помощью буферных растворов.

Стеклянный электрод используется в паре с электродом сравнения, на­пример, с хлоридсеребряным электродом (ХСЕ).

Для измерения рН раствора составляют цепь из стеклянного электрода, хлоридсеребрянного электрода, помещенных в исследуемый раствор, и измерительного прибора.

Напряжение Е цепи, составленной из стеклянного и хлоридсеребрянного электродов,

^(4.22)

где − потенциал хлоридсеребряного электрода, В.

Определив экспериментально ЭДС элемента Е, содержащего буферный раствор с известным значением pH, можно рассчитать значение всех постоянных величин, входящих в уравнение.

Если

(4.23)

тогда pH раствора с неизвестным значением водородного показателя определяется по формуле

. (4.24)

Для точных определений рН удобнее пользоваться калибровочной зависимостью водородный показатель рН – ЭДС элемента Е.