物化实验-电池电动势的测定及其应用.pdf

实验八、电池电动势的测定及其应用实验八、电池电动势的测定及其应用【AuthorAuthorAuthorAuthor andandandand institutioninstitutioninstitutioninstitution ofofofof thethethethe reportreportreportreport】PB11207027PB11207027PB11207027PB11207027zhanghengzhanghengzhanghengzhanghengSchoolSchoolSchoolSchool ofofofof LifeLifeLifeLife Sciences.Sciences.Sciences.Sciences.UniversityUniversityUniversityUniversity ofofofof ScienceScienceScienceScience andandandand TechnologyTechnologyTechnologyTechnologyofofofofChinaChinaChinaChina.HefeiHefeiHefeiHefeiCity.AnhuiCity.AnhuiCity.AnhuiCity.Anhui Province.Province.Province.Province.Postcode:230026Postcode:230026Postcode:230026Postcode:230026Email:Email:Email:Email:【AbstractAbstractAbstractAbstract】InInInIn thisthisthisthis experiment,experiment,experiment,experiment,wewewewe makemakemakemake useuseuseuse ofofofof thethethethe referencereferencereferencereference electrodeelectrodeelectrodeelectrode,thethethetheknownknownknownknown solutionssolutionssolutionssolutions andandandand saltsaltsaltsalt bridgebridgebridgebridge totototo measuremeasuremeasuremeasure thethethethe electromotiveelectromotiveelectromotiveelectromotiveforceforceforceforce ofofofof thethethethe cellcellcellcell bybybyby applyingapplyingapplyingapplying thethethethe compensationcompensationcompensationcompensation method.method.method.method.AndAndAndAndaccordingaccordingaccordingaccording totototo thesethesethesethese datadatadatadata,we,we,we,we calculatecalculatecalculatecalculate thethethethe solubilitysolubilitysolubilitysolubility productproductproductproduct ofofofofindissolubleindissolubleindissolubleindissoluble saltsaltsaltsalt(AgCl),(AgCl),(AgCl),(AgCl),andandandand threethreethreethree importantimportantimportantimportant thermodynamicthermodynamicthermodynamicthermodynamicfunctionfunctionfunctionfunctionr rG Gm m，r rS Sm m，r rH Hm m.【KeywordsKeywordsKeywordsKeywords】reversiblereversiblereversiblereversible cellcellcellcellelectromotiveelectromotiveelectromotiveelectromotive forceforceforceforce ofofofof cellcellcellcellreferencereferencereferencereference electrodeelectrodeelectrodeelectrodethermodynamicthermodynamicthermodynamicthermodynamic functionfunctionfunctionfunctionsolubilitysolubilitysolubilitysolubility productproductproductproduct ofofofof indissolubleindissolubleindissolubleindissoluble saltsaltsaltsalt【前言】【前言】原电池是由于电极发生化学反应原电池是由于电极发生化学反应原电池是由于电极发生化学反应原电池是由于电极发生化学反应，而使正负极具有电势差而使正负极具有电势差而使正负极具有电势差而使正负极具有电势差。通过通过通过通过对电池电动势的测量可求算某些反应的热力学函数对电池电动势的测量可求算某些反应的热力学函数对电池电动势的测量可求算某些反应的热力学函数对电池电动势的测量可求算某些反应的热力学函数，电解质的平均活电解质的平均活电解质的平均活电解质的平均活度系数，难溶盐的溶度积等物理化学参数度系数，难溶盐的溶度积等物理化学参数度系数，难溶盐的溶度积等物理化学参数度系数，难溶盐的溶度积等物理化学参数.因而将一些化学反应转换因而将一些化学反应转换因而将一些化学反应转换因而将一些化学反应转换成电池成电池成电池成电池，测定电动势应用广泛测定电动势应用广泛测定电动势应用广泛测定电动势应用广泛。但用电动势法求上述数据时但用电动势法求上述数据时但用电动势法求上述数据时但用电动势法求上述数据时，必须是必须是必须是必须是能够设计成一个可逆电池，且该电池所构成的反应是所求的化学反能够设计成一个可逆电池，且该电池所构成的反应是所求的化学反能够设计成一个可逆电池，且该电池所构成的反应是所求的化学反能够设计成一个可逆电池，且该电池所构成的反应是所求的化学反应。要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行应。要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行应。要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行应。要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行，对对对对消法可达到此目的。消法可达到此目的。消法可达到此目的。消法可达到此目的。电池的电动势不能直接用伏特计来测量电池的电动势不能直接用伏特计来测量电池的电动势不能直接用伏特计来测量电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为当把伏特计与电因为当把伏特计与电因为当把伏特计与电因为当把伏特计与电池接通后池接通后池接通后池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示必须有适量的电流通过才能使伏特计显示必须有适量的电流通过才能使伏特计显示必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中就这样电池中就这样电池中就这样电池中就发生化学反应发生化学反应发生化学反应发生化学反应，溶液的浓度不断改变溶液的浓度不断改变溶液的浓度不断改变溶液的浓度不断改变，因而电动势也不断改变因而电动势也不断改变因而电动势也不断改变因而电动势也不断改变，这时这时这时这时电池已不是可逆电池电池已不是可逆电池电池已不是可逆电池电池已不是可逆电池。另外另外另外另外，电池本身有电阻电池本身有电阻电池本身有电阻电池本身有电阻，用伏特计所量出的只用伏特计所量出的只用伏特计所量出的只用伏特计所量出的只是两电极间的电势差而不是可逆电池的电动势是两电极间的电势差而不是可逆电池的电动势是两电极间的电势差而不是可逆电池的电动势是两电极间的电势差而不是可逆电池的电动势。所以测量可逆电池的所以测量可逆电池的所以测量可逆电池的所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流的情况下进行电动势必须在几乎没有电流的情况下进行电动势必须在几乎没有电流的情况下进行电动势必须在几乎没有电流的情况下进行。电位差计是利用对消法测电位差计是利用对消法测电位差计是利用对消法测电位差计是利用对消法测电动势的一种仪器电动势的一种仪器电动势的一种仪器电动势的一种仪器，基本可以达到这一要求基本可以达到这一要求基本可以达到这一要求基本可以达到这一要求。本实验就是通过电位差本实验就是通过电位差本实验就是通过电位差本实验就是通过电位差计来测电势的。计来测电势的。计来测电势的。计来测电势的。【实验部分】【实验部分】一、一、一、一、实验仪器及试剂实验仪器及试剂实验仪器及试剂实验仪器及试剂仪器：仪器：仪器：仪器：数字式电子电位差计数字式电子电位差计数字式电子电位差计数字式电子电位差计一台一台一台一台银银银银氯化银参比电极氯化银参比电极氯化银参比电极氯化银参比电极一支一支一支一支铂电极铂电极铂电极铂电极两支两支两支两支铜电极铜电极铜电极铜电极两支两支两支两支恒温槽恒温槽恒温槽恒温槽一套一套一套一套标准电极标准电极标准电极标准电极一支一支一支一支半电池管半电池管半电池管半电池管两支两支两支两支毫安表、电阻箱毫安表、电阻箱毫安表、电阻箱毫安表、电阻箱各一支各一支各一支各一支U U U U 形管形管形管形管两支两支两支两支直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源两台两台两台两台检流计检流计检流计检流计一支一支一支一支导线、滤纸导线、滤纸导线、滤纸导线、滤纸若干若干若干若干试剂：试剂：试剂：试剂：0.1mol/LAgNO3溶液（电镀液）0.1mol/LCuSO4溶液（电镀液）0.1000mol/kg AgNO30.1mol/kgHNO3溶液0.1000mol/kgCuCl2溶液二、实验原理实验原理实验原理实验原理若知道了一个半电池的电极电位，通过测量这个电池电动势就可算出另外一个半电池的电极电位。所谓电极电位，它的真实含义是金属电极与接触溶液之间的电位差。它的绝对值至今也无法从实验上进行测定。在电化学中，电极电位是以一电极为标准而求出其他电极的相对值。现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，即在aH+=1时，PH2=1atm 时被氢气所饱和的铂电极，它的电极电位规定为 0，然后将其他待测的电极与其组成电池，这样测得电池的电动势即为被测电极的电极电位。由于氢电极使用起来比较麻烦，人们常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银氯化银电极作为第二级参比电极。通过对电池电动势的测量可求算某些反应的H，S，G等热力学函数，电解质的平均活度系数，难溶盐的活度积和溶液的 pH 等物理化学参数。但用电动势的方法求如上数据时，必须是能够设计成一个可逆电池，该电池所构成的反应应该是所求的化学反应。例如用电动势法求 AgCl 的 Ksp需设计成如下的电池：AgAgClKCl(m1)AgNO3(m2)Ag 该电池的电极反应为：负极反应：Ag(s)Cl(m1)AgCl(s)e-正极反应：Ag(m2)e-Ag(s)电池总反应：Ag(m2)Cl(m1)AgCl(s)电池电动势：E=右左=lnln/AgAgAgAg AgClCl+RTFaRTFa1=ERTFaa+ln1AgCl(71)又因为G=nFE=RTKln1sp(该反应n=1)，E=RTFKln1sp(72)整理后得（将（2）式代入（1）式）：ERTFKRTFaa=+lnln1spAgCl=RTFaaKRTFCCKClnln)AgClspAgAgClClsp+=（2(73)所以只要测得该电池的电动势就可根据上式求得 AgCl 的 Ksp。其中+Ag为 AgNO3溶液的平均活度系数，Cl为 KCl 溶液的平均活度系数。当CAgNO3=0.1000m 时，=0.734，CKCl=1.000m 时，=0.606。化学反应的热效应可以用量热计直接度量，也可以用电化学方法来测量。由于电池的电动势可以准确测量，所得的数据常常较热化学方法所得的可靠。在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积功 W，而 W等于体系自由能的降低即为rGm，而根据热力学与电化学的关系，我们可得rGm=nFE(74)由此可见利用对消法测定电池的电动势即可获得相应的电池反应的自由能的改变。式中的n是电池反应中得失电子的数目，F为法拉第常数。根据吉布斯亥姆霍茨公式rGm=rHmTrSm(75)rmrmSGTnFETPP=()()(76)将（4）和（6）式代入（5）式即得：rmHnFEnFTETP=+()(77)由实验可测得不同温度时的E值，以E对T作图，从曲线的斜率可求出任一温度下的()ETP值，根据（4）（6）（7）式可求出该反应的势力学函数rGm、rSm、rHm。本实验测定下列电池的电动势，并由不同温度下电动势的测量求算该电池反应的热力学函数。电池为：ZnZnSO4(0.1000m)Cl(1.000mKCl)AgClAg(饱和 KCl 盐桥)该电池的正极反应为：2AgCl(s)2e2Ag(s)2Cl 负极反应为：Zn(s)Zn2+2e 总电池反应为：2AgCl(s)Zn(s)2Ag(s)Zn2+2Cl 各电极电位为：右=+=+Ag,AgCl,ClAgClClAg,AgCl,ClCl2-RTFaaRTFa2212lnln(78)ZnZnZnZnZnZnZn左=+=+222222,lnlnRTFaaRTFa(79)实验中可以准确测量不同温度的E值，便可计算不同温度下该电池反应的rGm。以E对T作图求出某任一温度的()ETP便可计算该温度下的rSm，由rGm和rSm可求出该反应的rHm。三、三、三、三、实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤1.1.1.1.制备电极图 1电极制备装置图1电池2辅助电极3被镀电极4镀银溶液将铂丝电极放在浓 HNO3中浸泡 15 分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不干净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插人盛 0.1moldm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图接好线路，调节可变电阻，使电流在 3mA、直流稳压源电压控制在 6V 镀 20分钟。取出后用 0.1mol dm-3HNO3溶液冲洗，用滤纸吸干，并迅速放人盛有 0.1000molkg-1AgNO3+0.1molkg-1HNO3溶液的半电池管中。将两只铜电极在稀 HNO3溶液中浸泡，取出用蒸馏水冲洗，如表面不干净，用细晶相砂纸打磨光亮，放入镀铜溶液中，控制 I=3mA，V10v，电镀 20 分，取出后冲洗。2.2.2.2.配制 CuSO4溶液用移液管分别移取 0.1000mol kg-1CuSO4溶液 50.00、25.00、10.00、.00mL 于 100mL的容量瓶中，稀释至刻度，得 0.0500、0.0250、0.0100、.0050molkg-1CuSO4溶液待用。图 2半电池管1电极2盐桥插孔 3电解质溶液4玻璃管3.3.3.3.测量电池的电动势1)调节恒温槽温度在 25。2)分别在两只半电池管内加入 0.1000molkg-1AgNO30.1molkg-1HNO3溶液和0.1000molkg-1CuSO4溶液，并分别加入对应的电极。3)先对J25 型电位差计进行调零。4)以银氯化银电极，铜电极及盐桥组成电池，置于恒温槽中，恒温 1015 分钟，连好测量线路。调节仪器旋钮，使电流读数为 0，此时仪器的读数即为所测电池的电动势。测量三次，记录数据。5)将铜电极依次换成 0.0500、0.0250、0.0100、0.0050molkg-1CuSO4溶液，重复测量电池的电动势。计算铜电极的标准电极电势和离子平均活度系数，进行误差计算。6)将铜电极换成银电极，测量 AgAgClCl(0.1000m)AgNO3(0.1000m)Ag 在25条件下的电动势。计算氯化银的溶度积，进行误差计算。7)从 25条件下，不断升温至 40，测量银电极与氯化银参比电极组成的电池的电动势，计算该电池反应的 rGm，rSm，rHm，计算误差。【结果与讨论】【结果与讨论】【结果与讨论】【结果与讨论】（一（一（一（一）、实验结果、实验结果、实验结果、实验结果1 1 1 1、Cu-AgCu-AgCu-AgCu-Ag电池电动势为：电池电动势为：电池电动势为：电池电动势为：448.070mV448.070mV448.070mV448.070mV2 2 2 2、AgClAgClAgClAgCl活度积为：活度积为：活度积为：活度积为：210-(mol/L)1049.1=spK相对误差为：相对误差为：相对误差为：相对误差为：15.82%=3 3 3 3、Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|KClKClKClKCl(1.000(1.000(1.000(1.000 molmolmolmolkgkgkgkg-1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000 molmolmolmolkgkgkgkg-1-1-1-1)|AgAgAgAg 电池反应的电池反应的电池反应的电池反应的r r r rG G G Gm m m m，r r r rS S S Sm m m m，r r r rH H H Hm m m m 及其及其及其及其误差误差误差误差：rGm48.38 KJ mol-1，查资料得rGm55.63KJ mol-1，相对误差为 13.03%；rSm50.03 Jmol-1K-1，查资料得rSm33.18 Jmol-1K-1，相对误差为 51.75%；rHm63.39KJmol-1，查资料得rHm65.84KJmol-1，相对误差为 3.72%。（二）（二）（二）（二）、误差分析、误差分析、误差分析、误差分析1 1 1 1、仪器误差仪器误差仪器误差仪器误差恒温槽控温恒温槽控温恒温槽控温恒温槽控温，仪器本身都会有误差仪器本身都会有误差仪器本身都会有误差仪器本身都会有误差。电位差计采集的电压很难保证绝对为零电位差计采集的电压很难保证绝对为零电位差计采集的电压很难保证绝对为零电位差计采集的电压很难保证绝对为零。2 2 2 2、偶然误差偶然误差偶然误差偶然误差由于实验次数的有限性由于实验次数的有限性由于实验次数的有限性由于实验次数的有限性，必然会带来误差必然会带来误差必然会带来误差必然会带来误差。而且电压也会随时间变化而且电压也会随时间变化而且电压也会随时间变化而且电压也会随时间变化，因此因此因此因此读数具有随机性。读数具有随机性。读数具有随机性。读数具有随机性。3 3 3 3、系统误差系统误差系统误差系统误差对消法要求计算机采集的电压数据为零或非常接近于零。而在调节过程中对消法要求计算机采集的电压数据为零或非常接近于零。而在调节过程中对消法要求计算机采集的电压数据为零或非常接近于零。而在调节过程中对消法要求计算机采集的电压数据为零或非常接近于零。而在调节过程中，电压不为零电压不为零电压不为零电压不为零，说明电路中有电流通过说明电路中有电流通过说明电路中有电流通过说明电路中有电流通过，电池是不断在反应的电池是不断在反应的电池是不断在反应的电池是不断在反应的，溶液中离子的溶液中离子的溶液中离子的溶液中离子的浓度也是不断变化的浓度也是不断变化的浓度也是不断变化的浓度也是不断变化的。而且熵对溶液浓度敏感而且熵对溶液浓度敏感而且熵对溶液浓度敏感而且熵对溶液浓度敏感，因而测得的值与理论值相比因而测得的值与理论值相比因而测得的值与理论值相比因而测得的值与理论值相比偏差较大偏差较大。偏差较大。偏差较大。4 4 4 4、使用盐桥只能减小液接电势使用盐桥只能减小液接电势使用盐桥只能减小液接电势使用盐桥只能减小液接电势，而不可能消除液接电势而不可能消除液接电势而不可能消除液接电势而不可能消除液接电势，由于液接电势的存在由于液接电势的存在由于液接电势的存在由于液接电势的存在，必会给实验带来误差。必会给实验带来误差。必会给实验带来误差。必会给实验带来误差。5 5 5 5、由于该实验时间较长，溶液会有溶剂挥发，造成溶质的浓度改变。由于该实验时间较长，溶液会有溶剂挥发，造成溶质的浓度改变。由于该实验时间较长，溶液会有溶剂挥发，造成溶质的浓度改变。由于该实验时间较长，溶液会有溶剂挥发，造成溶质的浓度改变。6 6 6 6、由于各电路元件有一定的电阻由于各电路元件有一定的电阻由于各电路元件有一定的电阻由于各电路元件有一定的电阻，尤其在调节采集电压为零时尤其在调节采集电压为零时尤其在调节采集电压为零时尤其在调节采集电压为零时，原电池的电动原电池的电动原电池的电动原电池的电动势与读数会有偏差。势与读数会有偏差。势与读数会有偏差。势与读数会有偏差。7 7 7 7、由于在反应在缓慢进行，因此读数若时间太长会使读数的变化较大。由于在反应在缓慢进行，因此读数若时间太长会使读数的变化较大。由于在反应在缓慢进行，因此读数若时间太长会使读数的变化较大。由于在反应在缓慢进行，因此读数若时间太长会使读数的变化较大。8 8 8 8、由于由于由于由于 E E E E 与与与与 T T T T 在温度变化较小范围内成直线关系在温度变化较小范围内成直线关系在温度变化较小范围内成直线关系在温度变化较小范围内成直线关系，但实验过程中但实验过程中但实验过程中但实验过程中，温度变化为温度变化为温度变化为温度变化为20202020。因此，必然会有误差。但。因此，必然会有误差。但。因此，必然会有误差。但。因此，必然会有误差。但 E E E E 和和和和 T T T T 仍基本是直线关系，误差不会很大仍基本是直线关系，误差不会很大仍基本是直线关系，误差不会很大仍基本是直线关系，误差不会很大。9 9 9 9、由于电极并不是绝对纯净的金属由于电极并不是绝对纯净的金属由于电极并不是绝对纯净的金属由于电极并不是绝对纯净的金属，会含有杂质或表面被氧化会含有杂质或表面被氧化会含有杂质或表面被氧化会含有杂质或表面被氧化，也会有一定误也会有一定误也会有一定误也会有一定误差。差。差。差。10101010、综综综综上上上上所述，所述，所述，所述，实验值与真实值之间有一定差距。但该实验对于实验值与真实值之间有一定差距。但该实验对于实验值与真实值之间有一定差距。但该实验对于实验值与真实值之间有一定差距。但该实验对于重要热力学函重要热力学函重要热力学函重要热力学函数数数数 r r r rG G G Gm m m m，r r r rS S S Sm m m m，r r r rH H H Hm m m m的测量方法方法简单易行。的测量方法方法简单易行。的测量方法方法简单易行。的测量方法方法简单易行。【参考文献】【参考文献】【参考文献】【参考文献】物理化学实验物理化学实验物理化学实验物理化学实验崔献英等编著崔献英等编著崔献英等编著崔献英等编著中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社中国科学技术大学出版社物理化学物理化学物理化学物理化学傅献彩傅献彩傅献彩傅献彩 等编等编等编等编高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社普通化学原理普通化学原理普通化学原理普通化学原理华彤文华彤文华彤文华彤文 等编等编等编等编北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社物理化学物理化学物理化学物理化学(美美美美)V.)V.)V.)V.弗里德等著弗里德等著弗里德等著弗里德等著 高等教育出版社，高等教育出版社，高等教育出版社，高等教育出版社，1983198319831983年年年年7 7 7 7 月月月月附：数据处理附：数据处理附：数据处理附：数据处理一、一、一、一、铜银电池电动势：铜银电池电动势：铜银电池电动势：铜银电池电动势：T/T/T/T/测E/mV/mV/mV/mVE/mV/mV/mV/mV25.0025.0025.0025.00447.802447.802447.802447.802448.086448.086448.086448.086448.322448.322448.322448.322448.070448.070448.070448.070二、二、二、二、AgCl25AgCl25AgCl25AgCl25时活度积的计算：时活度积的计算：时活度积的计算：时活度积的计算：计算计算计算计算电池电池电池电池 Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|CuCuCuCuClClClCl2 2 2 2(0.10.10.10.1000000000000 molmolmolmoll l l l-1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000 molmolmolmoll l l l-1-1-1-1)|AgAgAgAg的电动势的电动势的电动势的电动势T/T/T/T/E E E E测测测测/mV/mV/mV/mVE/V/V/V/V25.0025.0025.0025.00501.219501.219501.219501.219501.412501.412501.412501.412501.506501.506501.506501.506501.379501.379501.379501.379因为因为因为因为+=Elnln/+=ClAgClAgAgAgAgaFRTaFRTE=-+ClAgaaFRT1lnSPmrKRTnFEGln=所以，所以，所以，所以，606.0,000.1734.0,1000.0333=dmmolcdmmolcKClAgNO22)1(.0001*.6060*0001.0*347.0ln*96480/15.298*314.8.5013790)(lnln=+spspClClAgAgspClAgKcKccFRTKaaFRTE代入数据，计算得：代入数据，计算得：代入数据，计算得：代入数据，计算得：210-(mol/L)1049.1=spK查得查得查得查得 25252525其文献值为其文献值为其文献值为其文献值为 K K K Kspspspsp，101077.1=spK相对误差：相对误差：相对误差：相对误差：15.82%100%101.77|101.77-101.49|100%K|K-K|10-10-10sp.sp.sp=理论理论三、三、三、三、计算计算计算计算 Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|KClKClKClKCl(1.000(1.000(1.000(1.000 molmolmolmol kgkgkgkg-1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000molmolmolmol kgkgkgkg-1-1-1-1)|AgAgAgAg 电池反应的电池反应的电池反应的电池反应的r r r rG G G Gm m m m，r r r rS S S Sm m m m，r r r rH H H Hm m m m，并并并并计算误差计算误差计算误差计算误差。1 1 1 1、计算计算计算计算电池反应电池反应电池反应电池反应 Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|KClKClKClKCl(1.000(1.000(1.000(1.000 molmolmolmolkgkgkgkg-1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000 molmolmolmol kgkgkgkg-1-1-1-1)|AgAgAgAg在不同温度时的电动势在不同温度时的电动势在不同温度时的电动势在不同温度时的电动势温度范围（）电池电动势及对应温度VE/绝对温度（K）E1(v)E2(v)E3(v)25.00.5012190.5014120.5015060.501379298.1530.00.4990060.4989850.4990150.499002303.1535.00.4964430.4963410.4962800.496355308.1540.00.4936190.4935540.4935180.493564313.152 2 2 2、以以以以 E E E E 对对对对 T T T T 作图如下：作图如下：作图如下：作图如下：2962983003023043063083103123140.4920.4940.4960.4980.5000.502 B Linear Fit of BEquationy=a+b*xWeightNo WeightingResidual Sum of Squares4.35752E-8Adj.R-Square0.99808ValueStandard ErrorBIntercept0.657080.00404Slope-5.21848E-41.32023E-5由图上和线性拟合的参数来看，数据的线性相关性为 0.99808，复符合的较好，所以可以用斜率近似的来代替PTE)(在 298.15K(25)时，410*218.5)(=PTE3 3 3 3、计算计算计算计算 25252525电池反应电池反应电池反应电池反应Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|KClKClKClKCl(1.000(1.000(1.000(1.000 molmolmolmolkgkgkgkg-1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000 molmolmolmol kgkgkgkg-1-1-1-1)|AgAgAgAg的的的的热力学函数热力学函数热力学函数热力学函数及误差及误差及误差及误差molkJmolJnFEG/38.48/1038.48137950.0*96500*13mr=PPTEnFTGS)()(mrmr=)*/(-50.3510*.2185-*96500*14-kmolJ=）（VE/T/KT/KT/KT/KPTEnFTnFEH)(mr+=molKJ/39.6310*15.298*)50.35(38.483=+=4 4 4 4、计算电池反应计算电池反应计算电池反应计算电池反应 Ag-AgClAg-AgClAg-AgClAg-AgCl|KClKClKClKCl(1.000(1.000(1.000(1.000 molmolmolmolkgkgkgkg1-1-1-1)|AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3(0.1000(0.1000(0.1000(0.1000 molmolmolmolkgkgkgkg-1-1-1-1)|AgAgAgAg热力学函数的理论值：热力学函数的理论值：热力学函数的理论值：热力学函数的理论值：查得反应物以及生成物热力学函数如下：物质0mfH(kJmol-1)0mfG(kJmol-1)0mfS(JK-1mol-1)AgCl(s)-127.07-109.8096.23Ag+(aq)105.5877.1272.68Cl-(aq)-167.08-131.2956.73计算电池反应的标准热力学函数：mrG反应物）（生成物）(mfiGmfiG109.8077.12-(-131.29)=55.63KJmol1mrH反应物）（生成物）(mfiHmfiH-127.07105.85(-167.08)-65.84 KJmol1mrS反应物）（生成物）(mfiSmfiS96.2356.7372.68-33.18Jmol1K15 5 5 5、计算相对误差：、计算相对误差：、计算相对误差：、计算相对误差：%72.3%10084.65)39.63()84.65(%75.51%10018.33)35.50()18.33(%3.031%10063.55).3848()63.55(=HSG