[물리화학실험] Entropy of Mixing

소개글

조성을 서로 달리한 반쪽전지를 가지고 기전력을 측정함으로써 mixing of entropy()를 계산하여 이론값과 비교해보는 실험의 결과 레포트입니다.

목차

1. INTRODUCTION
1-1. 실험목적
1-2. Nernst 식
1-3. 표준 상태의 전지
1-4. 표준 환원 전위
2. Experimental
2-1. 실험 기구 및 시약
2-2. 실험 방법
2-3. 실험 시 유의사항
3. Results & Discussion
4. REFERENCES

본문내용

1. INTRODUCTION

1-1. 실험목적

조성을 서로 달리한 반쪽전지를 가지고 기전력을 측정함으로써 mixing of entropy()를 계산하여 이론값과 비교할 수 있다.

1-2. Nernst 식

전기화학에서 전지의 전극 전위 E를 기술하는 식이다. 1889년 발터 네른스트가 발견하였다. 전위차가 주어지면 Nernst 식을 적용하여 수소 이온 농도를 구할 수 있다. 현재 pH측정은 대부분 이 식을 통하여 이루어진다.

산화체(Ox)와 환원체(Red) 간의 전자 주고받기의 평형 반응이 다음과 같다고 하자.



이러한 환원반응 가능하게 하는 전극전위 E는 다음 식으로 기술되며 이를 Nernst 식이라 한다.[3]



：표준전극전위
R：기체상수
T：온도 (K)
n：용액 이온의 원자가
a：환원 및 산화체의 활성도
F： 패러데이 상수 = 96,485

1-2-1. Nernst 식과 mixing of entropy

이상조건 하에서 Nernst 식은 아래의 식과 같이 농도에 따른 Cell voltage의 관계를 나타낸다.

여기에서 R은 기체상수, T는 Kelvin 온도, n은 반쪽-전지반응에서 e-의 몰수, F는 Faraday 상수이며, 은 농도가 m1인 용액 A의 ‘non-ideal concentration’ 또는 활동도를 나타낸다.
= -nFε와 G = H - TS의 관계를 이용하면, cell voltage는 아래의 식과 같이 entropy of mixing을 구하는데 사용될 수 있다.

참고 자료

[1] Peter Atkins 외 1명 공저, 물리화학, 교보문고, 2007. pp. 232-239

[2] 구글 검색, http://www.chemistry.mtu.edu/~kmsmith/PChem/Experiments
/3511/Entropy/ENTROPY.pdf