Das Ziel dieses Praktikumsberichts im Rahmen des Praktikums Physikalische Chemie I ist es, die thermodynamischen Reaktionsgrößen wie freie Reaktionsenthalpie, Reaktionsenthalpie und Reaktionsentropie durch Messung der Zellspannungen verschiedener elektrochemischer Zellen bei unterschiedlichen Temperaturen zu ermitteln.
Im Fokus stehen dabei das Daniell-Element, das Leclanché-Element (Zink-Kohle-Element) und ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator (NiMH). Die Messergebnisse sollen mit theoretischen Werten verglichen und mögliche Abweichungen sowie Fehlerquellen diskutiert werden.
In diesem Bericht wird zunächst die Aufgabenstellung vorgestellt, bei der die Gleichgewichtszellspannungen der genannten galvanischen Elemente bei vier verschiedenen Temperaturen (20, 30, 40 und 50°C) gemessen wurden. Anschließend werden die theoretischen Grundlagen der beteiligten elektrochemischen Stromquellen detailliert beschrieben, einschließlich der ablaufenden Redoxreaktionen und der Funktionsweise der Zellen.
Inhaltsverzeichnis
- Aufgabenstellung.
- Theoretische Grundlagen - Beschreibung der elektrochemischen Stromquellen......…………..
- Beschreibung der Versuchsdurchführung.
- Messwerte...........
- Auswertung der Messergebnisse, Fehlerrechnung und Diskussion................11
- Diskussion möglicher Fehler.............
- Zusammenfassung der Versuchsergebnisse......
- Literatur.......
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Das Ziel des Versuchs ist die Bestimmung der Gleichgewichtszellspannungen verschiedener galvanischer Elemente bei unterschiedlichen Temperaturen. Anhand dieser Daten sollen wichtige thermodynamische Reaktionsgrößen, wie die freie Reaktionsenthalpie, die Reaktionsenthalpie und die Reaktionsentropie, berechnet werden. Die Ergebnisse sollen im Kontext der Affinität der jeweiligen Reaktionen diskutiert werden.
- Bestimmung der Gleichgewichtszellspannungen von DANIELL-Element, LECLANCHÉ-Element und NiMH-Akkumulator.
- Berechnung thermodynamischer Größen (freie Reaktionsenthalpie, Reaktionsenthalpie, Reaktionsentropie) aus Spannungs- und Temperaturdaten.
- Diskussion der berechneten Reaktionsgrößen im Sinne der Affinität der Reaktionen.
- Vergleich der gemessenen Spannung einer Brennstoffzelle (Knallgaszelle) mit theoretischen Überlegungen.
- Analyse möglicher Fehlerquellen und deren Einfluss auf die Messergebnisse.
Zusammenfassung der Kapitel
- Aufgabenstellung: Beschreibung der experimentellen Aufgabe, die darin besteht, die Gleichgewichtszellspannungen verschiedener galvanischer Elemente bei vier verschiedenen Temperaturen zu bestimmen. Die berechneten thermodynamischen Reaktionsgrößen sollen im Kontext der Affinität der Reaktionen diskutiert werden.
- Theoretische Grundlagen - Beschreibung der elektrochemischen Stromquellen: Eine Einführung in die Funktionsweise von galvanischen Elementen, einschließlich der Beschreibung von Primärelementen, Sekundärelementen und Brennstoffzellen. Die Kapitel erläutert den Aufbau und die typischen Reaktionen von DANIELL-Element, LECLANCHÉ-Element, NiMH-Akkumulator und Brennstoffzelle.
- Beschreibung der Versuchsdurchführung: Detaillierte Beschreibung der experimentellen Vorgehensweise, einschließlich der verwendeten Materialien, Apparaturen und Messmethoden. Die Kapitel beschreibt die Messung der Gleichgewichtszellspannungen bei verschiedenen Temperaturen.
- Messwerte: Präsentation der im Experiment erhaltenen Messdaten, wie z.B. die Zellspannungen bei verschiedenen Temperaturen.
- Auswertung der Messergebnisse, Fehlerrechnung und Diskussion: Darstellung der Auswertung der Messdaten zur Berechnung der thermodynamischen Reaktionsgrößen. Die Kapitel beinhaltet auch eine Fehlerrechnung und eine Diskussion der Ergebnisse im Kontext der Affinität der Reaktionen.
- Diskussion möglicher Fehler: Analyse potentieller Fehlerquellen, die die Genauigkeit der Messergebnisse beeinflussen könnten.
- Zusammenfassung der Versuchsergebnisse: Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse des Versuchs, einschließlich der berechneten thermodynamischen Reaktionsgrößen und deren Interpretation im Sinne der Affinität der Reaktionen.
Schlüsselwörter
Die zentralen Schlüsselwörter des Versuchs sind: galvanische Elemente, Gleichgewichtszellspannung, thermodynamische Reaktionsgrößen, freie Reaktionsenthalpie, Reaktionsenthalpie, Reaktionsentropie, Affinität, DANIELL-Element, LECLANCHÉ-Element, NiMH-Akkumulator, Brennstoffzelle, Temperatur, Standardbedingungen, Redoxreaktion, Oxidation, Reduktion.
- Quote paper
- Anonym (Author), 2020, Ermittlung thermodynamischer Reaktionsgrößen aus Zellspannungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1483760
