电动势法测定化学反应的热力学函数变化值
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值
电动势法测定化学反应的 热力学函数变化值
一、实验目的
1、测定可逆电池在不同温度下的电动势值， 从而计算电池反应的热力学函数变化值G、 S及H 。 2、掌握电动势法测定化学反应热力学函数变 化值的有关原理和方法。
二、实验原理
在恒温恒压可逆的条件下，原电池电化学反应 吉布斯自由能的减少等于体系所作的最大有用功。 结合法拉第定律，有：
G nFE
E S nF T p E H nFE nFT T p
二、实验原理
Ag(s), AgCl(s) | KCl aq || Hg 2 Cl 2 (s), Hg(l)
负极反应：Ag(s)
Cl
1套 1台 1支 1支 1支 1支 1支 数只
KCl溶液 (0.1mol· -1) L 饱和KCl溶液 AgNO3溶液（1%） HCl溶液(0.1mol· -1) L
四、实验步骤
1、电极制备： （1）银-氯化银电极：银丝抛光作阳极，铂电极作阴极，对0.1mol·L1HCl电解，U=0.5V左右通电30分钟，得Ag-AgCl镀层（紫褐色），置 于稀盐酸（+数滴AgNO3），避光保存30分钟。 （2）甘汞电极：电极中装入纯汞，吸入饱和KCl溶液，先以一铂电极为 阳极（除杂），再以另一铂电极为阴极，U=3.2V，电极上有气泡逸出 即可。约30分钟，汞面上镀一层甘汞，以0.1mol·L-1KCl轻轻冲几次， 再装满0.1mol·L-1KCl即得0.1mol·L-1KCl甘汞电极。 2、电池组合： Ag，AgCl| KCl（0.1mol·L-1）|Hg2Cl2，Hg 3、测量不同温度下的电动势： 用电势差计测量室温，室温+5℃，室温+10℃时的电池电动势。
原电池电动势的测定与应用物化实验报告
原电池电动势的测定及热力学函数的测定一、实验目的1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法； 3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 4) 了解可逆电池电动势测定的应用；5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。
二、实验原理1．用对消法测定原电池电动势：原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。
而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。
对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。
2．电池电动势测定原理：Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+t ϕ；而+++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1lna F RTϕϕ 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25)而电池电动势 饱和甘汞理论—ϕϕ+=Ag /Ag E ；可以算出该电池电动势的理论值。
与测定值比较即可。
3．电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S ：如果原电池进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式：△r G m =-nFE从热力学可知：△H=-nFE+△S4．注意事项：①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端不能对调；②电极不要接反；三、.实验仪器及用品1.实验仪器SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL烧杯、20mL烧杯、U 形管2.实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、实验步骤1.制备盐桥3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。
实验 电动势法测定化学反应的热力学函数
一、实验目的
巩固电位差计测定原电池电动势的原理和方法，掌握电 动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方 法。
再升温5℃并进行测定，共测5～6个温度点。
测定完毕后，将电极取出，并把其他仪器整理好，恢复 到实验前的状态。
五、实验记录及数据处理
1、将测得数据列成下表： 室温： ；气压计读数：
次序 t/℃ T/K E/V
(E/ T)p/VK-1 G/JK-1mol-1
。
S/Jmol-1 H/Jmol-1
四、实验步骤
1、锌电极的制备 ①将锌片剪成10 mm×40 mm的条形 ②除杂处理 砂纸磨光 → 3mol/LH2SO4浸洗 →自来水 冲洗 → 蒸馏水淋洗 → 置于溶液中待用
四、实验步骤
2、组合电池，并测定其电动势
用所制备的锌电极与饱和甘汞电极，组装成原电池。
接通恒温槽电源进行恒温，使其达到25 ℃。把被测电池 放入恒温槽中恒温约15 min，同时将原电池引出线连接 到数字式电位差计上，测定其电动势，连续测三次。 调节恒温槽，令槽温升温5 ℃，重复上述测定，然后继续
温度系数
p
• n为电极反应中转移的电子数 所依据的电解实验得到。
• E为电池的电动势
• F为法拉第常数，96485.3383±0.0083C/mol ，由美国国家标准局
2、用对消法测定原电池电动势
二、实验原理
Z n (s )|Z n S O 4 ( a q ., 0 .1 0 0 0 m o l / L ) K C l ( a q ., s a t .), KCl
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值
热力学函数变化值是物质性质的重要表征，可以 用于比较不同物质在相同条件下的稳定性、活性 和反应能力。
02
CATALOGUE
电动势法原理
电动势法基本概念
电动势
电动势是描述电场中能量转化的物理 量，等于电场力移动单位正电荷所做 的功。
电动势法
电动势法是一种通过测量电池的电动 势来研究化学反应的方法。
数据表格
03
整理实验数据，制作成表格，以便于分析和比较。
结果分析
数据分析
对实验数据进行统计分析，计算 热力学函数变化值的平均值、标 准差等统计指标。
结果解读
根据数据分析结果，解读热力学 函数变化值的含义和影响，分析 反应过程中的能量变化和物质转 化。
结果可靠性
评估实验结果的可靠性和误差范 围，分析可能影响结果准确性的 因素，并提出改进措施。
电动势法测量热力学函数变化值的原理
热力学函数
热力学函数描述了系统能量的转化和物质的性质，如焓、熵、吉布斯自由能等。
电动势与热力学函数的关系
根据热力学第二定律，反应的吉布斯自由能变化值等于电池在可逆条件下测得的 电动势变化值。因此，通过测量电池的电动势变化，可以计算出化学反应的吉布 斯自由能变化值。
将电极、电解质溶液和催化剂 按照实验要求组装成原电池。
Hale Waihona Puke 恒温控制将原电池放入恒温水浴中，确 保实验过程中温度恒定。
数据处理
将实验数据导入计算机，进行 数据处理和分析。
数据处理与分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和绘图，得到反应的电动势与反应物浓度的关系图。
热力学函数变化值的计算
根据电动势与反应物浓度的关系图，利用热力学基本公式计算反应的$Delta H$、 $Delta S$和$Delta G$等热力学函数变化值。
电动势法测定化学反应的热力学函数值
C13 电动势法测定化学反应的∆r G m , ∆r H m , ∆r S m姓名：马玉仁 学号：1120122488 班级：10011202一、实验目的及要求(1)学习电动势的测量方法;(2)掌握用电动势法测定化学反应热力学函数值的原理和方法。
二、实验原理在恒温、恒压、可逆条件下, 电池反应的∆r G m 与电动势的关系如下：∆r G m = -nFE （C13.1）式中n 为电池反应得失电子数；E 为电池的电动势；F 为法拉第常数。
由吉布斯—亥姆霍兹公式p mr m r m r ）（TG T H G ∂∆∂+∆=∆ （C13.2） 又 ∆r G m =∆r H m - T ∆r S m （C13.3）由上面三式得：p mr m r TG -S ）（∂∆∂=∆ （C13.4） 将式C13.1代入式C13.4得：p m r nF S ）（TE∂∂=∆ （C13.5） 式中P TE）（∂∂称为电池电动势的温度系数。
将式C13.5代入式C13.3变换后可得： p m r m r m r )TEnTF(-nEF S T G H ∂∂+=∆+∆=∆ （C13.6）因此，在恒定压力下，测得不同温度时可你电池的电动势，以电动势E 对温度T 作图，从曲线上可以求任一温度下的P TE）（∂∂,用公式C13.5计算电池反应的热力学函数∆r S m 、用公式C13.6计算∆r H m 、用公式C13.3计算∆r G m 。
本实验测定下面反应的热力学函数：C 6H 4O 2+2HCl+2Hg=Hg 2Cl 2+C 6H 4(OH)2醌（Q ） 对苯二酚用饱和甘汞电极与醌氢醌电极将上述化学反应组成电池：Hg （l ）|Hg 2Cl 2（s ）|KCl （饱和）||H +，C 6H 4(OH)2，C 6H 4O 2|Pt电池中电极反应为：2Hg+2Cl --2e -=Hg 2Cl 2C 6H 4O 2+2H ++2e -=C 6H 4(OH)2测得该电池电动势的温度系数，便可计算电池反应的 ∆r G m 、 ∆r H m 、 ∆r S m 。
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值实验报告
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值一. 实验目的1. 测定可逆电池不同温度电动势，从而计算有关化学反应吉布斯自由能变、熵变和焓变。
2. 掌握电动势法测化学反应热力学函数变化值原理和方法。
3. 掌握电位差计的使用方法。
二. 实验原理1. 电动势与热力学函数关系：△G =﹣nEF△S=pP T T E E nF T E nF S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--≈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∆1222 △G =△H +T △S 2. 电池及有关反应电池Ag(s),AgCl(s)|KCl(饱和)|Hg 2Cl 2(s),Hg(l)反应：负极Ag + Cl - → AgCl + e -正极1/2Hg 2Cl 2+ e - → Hg + Cl -电池反应Ag + 1/2Hg 2Cl 2 → AgCl + Hg根据电池反应能斯特方程θθθϕϕϕϕA gCl A g,-==-=-+甘汞E E ，据此，电池反应与浓度无关。
三. 实验仪器及试剂电势差计及附件： 1套 超级恒温槽： 1台银—氯化银电极： 1只 烧杯（50ml ）： 2个饱和甘汞电极： 1只 Pt 电极 1只饱和氯化钾溶液 0.1mol ·dm -3盐酸溶液去离子水四. 操作步骤1. Ag(s),AgCl(s)电极制备：保证银电极表面纯洁前提下，用Pt 电极和银电极组成电解池，银电极与电源正极相连。
控制电流每分钟2～4mA ，阳极氧化约20min ，使银表面形成紫褐色镀层。
2. 电池的组合：将银—氯化银电极、饱和甘汞电极插入装有饱和氯化钾溶液的小烧杯中，即得下列电池。
Ag(s),AgCl(s)|KCl(饱和)|Hg 2Cl 2(s),Hg(l)3. 电池电动势的测量1) 电位差计接通线路、电源，根据温度确定标准电池电动势。
2) 根据标准电池电动势调整工作电流。
3) 分别测定两个不同温度待测电池电动势。
五. 实验注意事项1. 本实验所用试剂为A.R.，溶液用重蒸馏水配制。
高中物理实验10 电池电动势法测定化学反应的热力学函数的变化值
五、数据记录与处理
实验数据记录
室温：
℃；大气压力：
pa
ZnSO4溶液
; CuSO4溶液
１、将实验温度下和测定的电动势数据列表
２、作E—T图，从曲线斜率可求得298K温度 下的 ， 利用公式(1)，(2)，(3)，即可求得
该电池反应的，，
六、思考与讨论
1.电位差计、标准电池、检流计及工作电 池各有什么作用?如何保护及正确使用?
超级 恒温槽 1台。
2.药品 ： KCl(0.1000mol·kg-1)
四、实验步骤
(1) 按有关电位差计附录，接好测量电路。 (2) 组成的原电池用超级恒进行恒温 (3) 据有关标准电池的附录中提供的公式， 计算室温下的标准电池的电动势。 (4) 测定电池电动势，分别测定25、30、35、 40、45 ℃温度下的电动势。
2.参比电极应具备什么条件?它有什么功用? 3.若电池的极性接反了有什么后果? 4.盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有 逆 电池而言:
(ΔrGm)T，P = -Nfe
(1)
(2)
(3)
式中，F为法拉弟(Farady)常数;n为电极反 应式中电子的计量系数;E为电池的电动势。
测定电池在各个温度下的电动势，作
E—T图，从曲线斜率可求得任一温度
下的
，利用公式(1)，(2)，(3)，
即可求得该电池反应的ΔrGm、ΔrSm、 ΔrHmΔrGm
本实验通过测定下列电池
Ag(s),AgCl(S)|KCl(0.1000mol·kg1)|Hg2Cl2(s), Hg(l)
在不同温度下的电动势，计算反应
Ag(s) + 1/2 Hg2Cl2(s) = AgCl(S) + Hg(l)
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值电动势法是一种测定化学反应热力学函数变化值的重要方法。
其基本原理是利用电化学反应，通过测定电池的电动势和电流来间接测定化学反应的热力学函数变化值，如反应焓、反应熵和反应自由能等。
一、电动势法的基本原理电化学反应的本质是电子的转移过程，它可以通过电势差的变化来描述。
在一个电化学反应中，当两种不同金属被浸泡在含有其离子的溶液中时，就会产生电势差。
电势差等于电极势差与离子活度的积，即：Ecell = Ecathode - Eanode + RT/nF ln [Cathode]/[Anode]其中，Ecell为电池电势，Ecathode和Eanode分别为阴阳极电极势，RT/nF为温度、电子数和法拉第常数的乘积， [Cathode]/[Anode]为阴阳极离子活度比。
化学反应的热力学函数变化值可以用ΔG、ΔH和ΔS来描述，它们之间的关系通过吉布斯—亥姆霍兹关系和热力学基本方程式（ΔG=ΔH-TΔS）联系在一起。
因此，只要能测定电池电势和溶液中离子活度的变化，就可以间接测定化学反应的热力学函数变化值。
二、电动势法的主要测定方法1、静态电动势法静态电动势法是指测量电池在恒定温度下的电动势，从而计算出反应热力学函数变化值的方法。
其主要步骤包括制备电池、测定电池电势、计算反应的热力学函数变化值等。
实验中，首先需要准备反应物和电极，然后将它们组装成一个电池，将电池中的溶液加热到恒定温度，使得反应达到平衡状态。
接着，测定电池电势、计算反应的活度系数、反应常数和热力学函数变化值等参数。
动态电动势法是指在电极上施加交流电压，并测量电池电路中的电流和相位差，从而测定反应的热力学函数变化值的方法。
与静态电动势法相比，动态电动势方法具有快速、精确等优点，因此被广泛应用于生物学、化学、材料学等领域中。
实验中，首先需要选择合适的扫描速率和电极的表面积，然后将电极浸入含有反应物的溶液中，施加正弦交流电压，利用外部仪器测量电路中的电流和电压，然后通过计算得到反应的热力学函数变化值。
实验四十七电化学方法测定化学反应的热力学函数变化值
实验四十七电化学方法测定化学反应的热力学函数变化值1目的要求（1）掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法。
（2）根据可逆热力学体系的要求，设计可逆电化学体系并测定可逆电池在不同温度下的电动势值。
（3）计算电池反应的热力学函数△G 、△H 和△S 。
2实验原理测定可逆电池的电动势在物理化学实验中占有重要的地位，应用十分广泛。
如平衡常数、活度系数、解离常数、溶解度、络合常数、溶液中离子的活度以及某些热力学函数的改变量等，均可通过电池电动势的测定来求得。
本实验通过测定不同温度下电池的电动势，求算化学反应的热力学函数变化值。
电池的电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计相接后，便成了通路，有电流通过，发生化学变化、电极被极化、溶液浓度改变、电池电势不能保持稳定。
且电池本身有内阻，伏特计所量得的电位降不等于电池的电动势。
利用对消法（又叫补偿法）可是我们在电池无电流（或极小电流）通过时，测得其二级的静态电势，这时的电位降即为该电池的平衡电势，此时电池反应是在接近可逆条件下进行的。
因此，对消法测电池电势的过程是一个趋近可逆过程的例子。
如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉氏函数变化G ∆和电池的电动势E 有以下关系式：nEFG -=∆（4.47.1）从热力学可知：ST H G ∆-∆=∆（4.47.2）PP T E nF T G S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∆∂-=∆（4.47.3）将（4.47.3）式代入（4.47.2）式，进行变换后可得：PT E nFT G H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∆=∆（4.47.4）在定压下（通常是latm ）测定一定温度时的电池电动势，即可根据(4.47.1)是求得该温度下电池反应的G ∆。
从不同温度时的电池电动势值可求出PT E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂，根据（4.47.3）式可求出该电池反应的S ∆，根据（4.47.4）式可求出H ∆。
22实验十七电极制备及电动势的测定
136实验17 电极制备及电动势和化学反应的热力学函数变化值的测定【实验目的】1．学会铜电极、锌电极和甘汞电极的制备和处理方法。
2．掌握电势差计的测量原理和测定电池电动势的方法。
3．加深对原电池、电极电势等概念的理解。
4.通过测定不同温度下的电池的电动势计算有关热力学常数。
【实验原理】 （一）电动势的测定电池由正、负两个电极组成，电池的电动势等于两个电极电势的差值。
-+-=ϕϕE （3-118）式中ϕ+是正极的电极电势；ϕ-是负极的电极电势。
以Cu －Zn 电池为例，电池符号负极反应正极反应电池中总的反应为Zn 电极的电极电势+++-=222ln 20//Zn Zn ZnZn ZnZna a F RTϕϕ （3-119） Cu 电极的电极电势+++-=222ln 20//Cu Cu CuCu CuCua a F RTϕϕ （3-120） 所以Cu －Zn 电池的电池电动势为ZnCu Zn Cu ZnCu Zn Cu ZnZn CuCu ZnZn Cu Cu a a a a F RT E a a a a F RT E ++++++++-=--=-=22222222ln2ln 200/0///ϕϕϕϕ （3-121）137纯固体的活度为1所以++-=22ln20Cu Zn a a F RT E E （3-122） 在一定温度下电极电势的大小决定于电极的性质和溶液中有关离子的活度。
由于电极电势的绝对值不能测量，在电化学中，通常将标准氢电极的电极电势定为零，其他电极的电极电势值是与标准氢电极比较而得到的相对值。
由于使用标准氢电极条件要求苛刻，而实际中常用电势稳定的可逆电极作为参比电极来代替，如甘汞电极、银一氯化银电极等。
这些电极的标准电极电势值已精确测出，在物理化学手册中可以查到。
电池电动势不能用伏特计直接测量。
因为当把伏特计与电池接通后，由于电池放电，不断发生化学变化，电池中溶液的浓度将不断改变，因而电动势值也会发生变化。
实验 电动势法测定化学反应的热力学函数
3、本实验中的电池电动势与电池中氯化钾的浓度是否
有关？为什么？
文献值：
饱和溶液 (3.4mol/L)
0.2444 0.2000
KCl溶液浓度 25℃时甘汞电极电位 25℃时银-氯化银电极电位
0.1mol/L 0.3365 0.2880
1.0mol/L 0.2828 0.2223
知识拓展：可逆电池电动势的测定的应用
2、用对消法测定原电池电动势
二、实验原理
Z n (s )|Z n S O 4 ( a q ., 0 .1 0 0 0 m o l / L ) K C l ( a q ., s a t .), KCl
a q .,s a t. | H g 2 C l 2 ( s )| H g ( l )
正极反应： H g 2 C l 2 ( s ) 2 e H g ( l ) 2 C l
E S nF G nFE T E H nFE nFT T p
温度系数
p
• n为电极反应中转移的电子数 所依据的电解实验得到。
• E为电池的电动势
• F为法拉第常数，96485.3383±0.0083C/mol ，由美国国家标准局
再升温5℃并进行测定，共测5～6个温度点。
测定完毕后，将电极取出，并把其他仪器整理好，恢复 到实验前的状态。
五、实验记录及数据处理
1、将测得数据列成下表： 室温： ；气压计读数：
次序 t/℃ T/K E/V
(E/ T)p/VK-1 G/JK-1mol-1
。
S/Jmol-1 H/Jmol-1
负极反应： Z n 2 e
化学反应：
Zn
电动势法测定化学反应的热力学函数变化值
电动势法测定化学反应的热力学函数实验预习题1、实验前为什么要读取室温？1. 能否用伏特计测化学反应的电动势？为什么？实验怎么用对消法测电动势？2. 了解电位差计、标准电池和检流计的使用及注意事项。
3. 对消法测定电池电动势的装置中，电位差计，工作电池，标准电池及检流计各起什么作用？标准电池的重要特点是什么？正负极各是什么？写出正负极及总反应方程式。
4. 在测量电池电动势的过程中，若检流计指针或光点总向一个方向偏转，可能是什么原因？5. 用电池电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。
10、电池在恒温时（没测量时）为什么要将电钳松开？ 答案：防止电极极化14、 如何由实验求电池的温度系数()∂∂p E T，答案：通过测定恒压下电池在不同温度下的电动势E ，由E-T 数据作E-T 关系图。
从曲线的斜率可求任意温度下的温度系数()∂∂p E T ，20、如何防止电极极化？答案：电路中如果有电流通过就会产生极化现象，在测量过程中始终通电，因此测量的速度要快，这样测出的数据才准，如果测量的时间越长，则电极极化现象越严重，不测量时电钳要松开。
一、仪器及试剂电势差计及附件：1套，超级恒温槽：1台，银—氯化银电极：1只， U 型电极管：1只，饱和甘汞电极：1支，饱和氯化钾溶液 二、基本原理(1)原电池由正、负两极和电解质组成。
电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。
对于电池（I ） Ag ～ AgCl | KCl( 饱和 )溶液 | | Hg 2Cl 2 ～ Hg 根据电极电位的能斯特公式，银电极的电极电位：+++-=Ag a F RT 1lnAg/Ag Ag/Ag θϕϕ饱和甘汞电极的电极电位：-l a 1lnC F RT -=θϕϕ饱和甘汞饱和甘汞 而电池电动势 E=φ+ - φ -；可以算出该电池电动势的理论值，与测定值比较即可。
(2) 电动势法测定化学反应的△G、△S、△H。
电动势法
电动势法测定化学反应的ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm姓名：陈斌学号：1120112465班级：10011102学院：化工与环境学院化学实验中心2013年5月2日星期四一、 实验目的及要求（一） 学习电动势的测量方法。
（二） 掌握用电动势法测定化学反应热力学函数值的原理和方法。
二、 实验原理在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应的∆r G m 与电动势的关系如下nEF G m r -=∆ （C13.1）式中n 为电池反应得失电子数，E 为电池的电动势，F 为法拉第常数。
根据吉布斯-亥姆霍兹（Gibbs-He1mho1tz ）公式p m r m r m r T G T H G )(∂∆∂+∆=∆ (C13.2) 又m r m r m r S T H G ∆-∆=∆ （C13.3）由上面二式得 p m r m r TG S )(∂∆∂-=∆ (C13.4) 将式C13.1代入式C13.4得p m r TE nF S )(∂∂=∆ (C13.5) 式中p TE )(∂∂称为电池电动势的温度系数。
将式C13.5代入式C13.3，变换后可得 p m r m r m r TE nTF nEF S TGH )(∂∂+-=+=∆∆∆ （C13.6） 因此，在恒定压力下，测得不同温度时可逆电池的电动势，以电动势E 对温度T 作图，从曲线上可以求任一温度下的p TE )(∂∂，用公式C13.5计算电池反应的热力学函数∆r S m 、用公式C13.6计算∆r H m 、用公式C13.3计算∆r G m 。
本实验测定下面反应的热力学函数C 6H 4O 2＋2HCl ＋2Hg ＝ Hg 2Cl 2＋C 6H 4(OH)2醌(Q) 对苯二酚用饱和甘汞电极与醌氢醌电极将上述化学反应组成电池：Hg （l ）⎪ Hg2Cl2（s ）⎪ KCl （饱和）⎪⎪ H+ ,C6H4(OH)2 ,C6H4O2 ⎪ Pt醌氢醌是等分子的醌（Q ）和氢醌（H 2Q 对苯二酚）所形成的化合物，在水中依下式分解C 6H 4O 2〃C 6H 4(OH)2 ＝ C 6H 4O 2（醌）+ C 6H 4(OH)2（氢醌）醌氢醌在水中溶解度很小，加少许即可达饱和，在此溶液中插入一光亮铂电极即组成醌氢醌电极。
电动势法测定化学反应的热力学函数值
实验报告：电动势法测定化学反应的热力学函数值一．实验目的1.学习电动势的测量方法。
2.掌握用电动势法测定化学反应热力学函数值的原理和方法。
二．实验原理1.本实验采用对消法测量电池的平衡电动势，在待测电池上并联一个反向的外 加电势，调节回路使得通过待测电池的电流趋近于零，测量待测电池的电动 势。
改变实验温度，测量不同温度下电池的电动势，求出电池电动势与温度的 关系，据此计算电池反应的热力学函数。
2.电池反应热力学函数∆rGm、∆rHm、∆rSm 的计算： 恒温、恒压下、可逆条件下 ∆rGm = -nFE 由吉布斯自由能的定义式，在恒温条件下有下式： ∆rSm = nF(错误！未找到引用源。
)p; ∆rHm = ∆rGm + T ∆rSm; ∆rHm=-nEF+nTF(错误！未找到引用源。
)p 式中，(错误！未找到引用源。
)p 称为电池的温度系数。
3.实验中的电池反应式： 2Hg+2Cl--2e-=Hg2Cl2 C6H4O2+2H++2e-=C6H4(OH)2 测得该电池的温度系数，便可计算电池反应的∆rGm, ∆rHm, ∆rSm。
三．仪器与试剂1恒温槽、电子电位差计、双层三口瓶、铂电极、饱和甘汞电极、柠檬酸 （A.R.）、Na2HPO4（A.R.）、醌氢醌(A.R.)。
四．实验步骤1.配置溶液：称量 Na2HPO4 0.3634g，C6H8O7 质量为 0.5793g，转移至 100mL 烧杯，用 50mL 去离子水使其完全溶解。
少量多次的向烧杯中加入醌氢 醌固体，直至溶液中出现黑色固体不溶物，溶液达到醌氢醌饱和。
2.调节恒温水槽，使温度恒定在第一组实验温度，为 28.50℃。
3.校准数字式电位差计。
组装电池，甘汞电极接负极，铂电极接正极。
4.恒温 15 分钟之后，用电位差计测定该电池的电动势，测量几次，各测定之差 小于 0.2mV，测量三次取平均值。
不测量电动势时将电位差接头与电极分开。
原电池热力学物化实验报告
原电池热力学物化实验报告原电池电动势的测定与应用物化实验报告原电池电动势的测定及热力学函数的测定一、实验目的1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法；3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；4) 了解可逆电池电动势测定的应用；5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数△G、△S、△H。
二、实验原理1．用对消法测定原电池电动势：原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。
而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。
对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。
2．电池电动势测定原理：Hg | Hg2Cl2(s) | KCl( 饱和) | | AgNO3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中?Ag0.799?0.00097(t?25)；而/AgAg/Ag?Ag/AgRT1lnFaAg?负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式：φ饱和甘汞= 0.2415 - 0.00065(t –25)而电池电动势E理论??Ag/Ag?—?饱和甘汞；可以算出该电池电动势的理论值。
与测定值比较即可。
3．电动势法测定化学反应的△G、△H和△S：如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式：△rGm =-nFE从热力学可知：△H=-nFE+△S4．注意事项：①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端不能对调；②电极不要接反；三、.实验仪器及用品1.实验仪器SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL 烧杯、20mL烧杯、U形管 2.实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、实验步骤1.制备盐桥3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。
化学反应热力学函数的测定电动势法与热力学
化学反应热力学函数的测定电动势法与热力学。
《化学反应热力学函数的测定电动势法与热力学》
一、化学反应热力学函数
化学反应热力学函数是化学反应热力学必不可少的计算指标，人们常常通过测定各种反应所消耗的热量来确定化学反应热力学函数，其中一种常用的计算方法就是热力学和电动势测量法。
二、热力学测量法
热力学测量法指的是通过测量和研究化学反应物之间热量变化的实验方法，用以确定化学反应的热力学参数。
主要包括微量热量测定仪（热量测量系统）、质量热应力分析仪及
热容量分析仪。
热力学测量法通过测量反应过程中放出或消耗的热量，以及反应过程中物质改变与热量改变之间的关系，来获得完整的反应热力学函数。
三、电动势测量法
电动势测量法是一种将电动势的结果应用到化学反应热力学参数的实验方法。
电动势一般表示为电势电位ED（单位为V），它是用于衡量两个物质之间态势或活化能的一个参数。
通过ER电极可以测量出各种反应物间的电动势，从而确定反应所需的活化能，最终确定
反应的热力学函数。
四、概括
通过测定各种反应所消耗的热量来确定化学反应热力学函数，其中热力学测量法研究了反应物之间热量变化，获得完整的反应热力学函数，电动势测量法通过测量反应过程中放出或消耗的热量，以及反应过程中物质改变与热量改变之间的关系，来获得完整的反应热力学函数。
这两种方法同样重要，在实验过程中皆可应用，是化学反应热力学极其重要的技术手段。
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电动势法测定化学反应的热力学函数
实验预习题
1. 能否用伏特计测化学反应的电动势？为什么？实验怎么用对消法测电动势？
2. 了解电位差计、标准电池和检流计的使用及注意事项。
3. 对消法测定电池电动势的装置中，电位差计，工作电池，标准电池及检流计
各起什么作用？标准电池的重要特点是什么？正负极各是什么？写出正负极及总反应方程式。
4. 在测量电池电动势的过程中，若检流计指针或光点总向一个方向偏转，可能
是什么原因？
5. 用电池电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。
一、仪器及试剂
电势差计及附件：1套，超级恒温槽：1台，银—氯化银电极：1只，
U型电极管：1只，饱和甘汞电极：1支，饱和氯化钾溶液
二、基本原理
原电池由正、负两极和电解质组成。
电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质，从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：
(Δr G m)T，P= -nFE (1)
(2)
(3)
式中，F为法拉弟(Farady)常数;n为电极反应式中电子的计量系数;E为电池的电动势。
电池反应的Δr G m、Δr S m、Δr H m、Δr G m 分别测定“1”中电池在各个温度下的电动势，
作E—T图，从曲线斜率可求得任一温度下的，利用公式(1)，(2)，(3)，(5)，即
可求得该电池反应的Δr G m、Δr S m、Δr H mΔr G m
三、操作步骤
1、电池的组合
将Ag—AgCl电极、饱和甘汞电极插入装有饱和氯化钾溶液的电极管中，即得下列电池。
Ag，AgC l︱KCl溶液(饱和)︱Hg2Cl2，Hg
2、电池电动势的测量
用电势差计测量不同温度时上述电池的电动势。
电池用超级恒温槽恒温。
三、数据处理
1、写出上述电池的电极反应和电池反应。
2、计算电池反应的⊿G298。
3、根据测得的E298和E308，求出电动势的温度系数，并计算该反应的⊿S和⊿H。
四、实验注意事项
1、所用容器应充分洗涤干净，最后用重蒸馏水冲洗。
2、氯化钾溶液的浓度要和离子选择性电极中的溶液浓度一致，都应为饱和溶液。
用电位差计测量一定温度时电池的电动势步骤
1.设定恒温槽实验温度至指定值。
2.将稳压电源打至6V；检流计调零；根据室温计算标准电动势值，将电位差计中温度补
偿调节器调至计算值，多用开关打至“断”路。
3.根据对消法原理图接线
4.将检流计灵敏度调节器打至×0.01, 将电位差计中多用开关打至“标准”，拔“短”按“粗”，调“粗”“中”“细”工作电流调节盘调至检流计→0，再拔“粗”按“细”，调“粗”“中”“细”工作电流调节盘调至检流计→0；将检流计灵敏度调节器打至×0. 1,拔“细”按“粗”，调“粗”“中”“细”工作电流调节盘调至检流计→0，再拔“粗”按“细”，调“粗”“中”“细”工作电流调节盘调至检流计→0；将检流计灵敏度调节器打至×0.01,
5.将电位差计中多用开关打至“未知”，拔“短”按“粗”，调“粗”“中”“细”测量调节盘调至检流计→0，再拔“粗”按“细”，调“粗”“中”“细”测量调节盘调至检流计→0；将检流计灵敏度调节器打至×0. 1,拔“细”按“粗”，调“粗”“中”“细”测量调节盘调至检流计→0，再拔“粗”按“细”，调“粗”“中”“细”测量调节盘调至检流计→0；读测量盘读数。