物化实验报告电池电动势的测定及其应用(3)

2+-1

(Zn(0.10mol·L) |Zn)=?θ298＋α

(T-298)＋1/2β(T－298)^2可得：

(T－298)－1/2β(T-298)^2

2+-12+-1298(Zn(0.10mol·L) |Zn)=?θ(Zn(0.10mol·L)|Zn)－α

=－0.78508－0.0001*(289.84－298） －0.5*0.62*10^(-6)*（289.84－298）^2 =－0.7843 V

?θ

2+-12+-1298(Cu(0.10mol·L)|Cu)= ?θ(Cu(0.10mol·L)|Cu)－α

(T－298)－1/2β(T－298)^2

= 0.31415－(－0.000016)*（289.84－298） －0.5*0.62*10^（-6）*(289.84－298)^2 = 0.31428 V

对锌—铜电池：理论电动势：

-12+-1E理 = ?(Cu2+(0.10mol·L)|Cu)- ?(Zn(0.10mol·L) |Zn)

= 0.28540－（－0.81383） = 1.09923 V

实验值E实=1.09402 V即E理 > E实

七、思考题

1、为什么不能用伏特计测量电池的电动势？

答：因为当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中就发生化学反应，溶液的浓度就会不断改变。同时，电池本身也有内阻，因而伏特计不可能有稳定的数值。所以测量可逆电池的电动势必须在几

篇三：物化实验—电动势的测定

实验13 电动势的测定

实验日期：2013-4-13提交报告日期：2013-4-15

1 引言

1.1实验目

1.1.1 掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。

1.1.2 了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。

+2+1.1.3 测定Ag/Ag、Zn/Zn电极电势和Ag浓差电池电动势。

1.2实验原理

1、对消法测电动势的原理

电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法（又叫补偿法）来测定电动势。

对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。

对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图1所示。电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。

1） 工作电流回路

AB为均匀滑线电阻，通过可变电阻R与工

作电源E构成回路。其作用是调节可变电阻R，

使流过回路的电流为某一定值，这样AB上有一

定的电位降产生。工作电源E可用蓄电池或稳压

电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。

2） 标准回路

S为电动势精确已知的标准电池，C是可在

AB上移动的接触点，K是双向开关，KC间有一

灵敏度很高的检流计G。

3） 测量回路

当双向开关K换向X一方时，用AC2GS回

路根据校正好的AB上的电位降来测量未知电池

的电动势。在保持校准后的工作电流不变（即固

定R）的条件下，在AB上迅速移动到C2点，使

G中无电流通过，此时X的电动势与AC2间的电位降等值反向而对消，于是C2

点所标记的电位降数值即为X的电动势。

2、 电极电势的测量原理

电池是由两个电极（半电池）组成的。电池电动势是两电极电势的代数和。当电极电势均以还原电势表示时， 图1 对消法测电动势原理图

E??????

又有

??=???????????(??)???? 通过这两个式子即可进行电极电势的计算。

在电化学中，电极电势的绝对值至今还无法测定，而是以某一电极的电极电势作为零，

然后将其他的电极与它组成电池，规定该电池的电动势为该被测电极的电极电势。通常将标准氢电极（即氢气为101325Pa下的理想气体、溶液中氢离子获度为1）的电极电势规定为零。由于氢电极制备及使用不方便等缺点，一般常用另外一些制备工艺简单、易于复制、电势稳定的电极作为参比电极来代替氢电极。常用的有甘汞电极和氯化银电极等，这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测定。

本实验要求制备锌电极、银电极，然后用饱和甘汞电极作参比电极，测量这两个电极

的电极电势、测量银浓差电池的电动势。

2 实验操作

2.1 实验仪器

精密电位差计（包括直流稳压电源、分流器、补偿电位计；标准电池、检流计各1台）；半电池管3个；饱和甘汞电极1只、锌电极1只；银电极2只；15ml小烧杯5个。

0.1000mol/Kg ZnSO4、0.1000mol/Kg AgNO3、0.1000mol/Kg KCl、饱和KCl盐桥、饱和KNO3盐桥、饱和硝酸亚汞溶液。

2.3 实验操作步骤及方法要点

2.3.1电极制备

1）锌电极

用抛光砂纸将锌电极表面打磨光滑，然后用自

来水冲洗，用滤纸擦干，再浸入饱和硝酸亚汞溶

液中3-5秒，取出后用滤纸擦拭锌电极，使锌电

极表面有一层均匀的汞齐，再用蒸馏水洗净（注

意：汞盐有毒，用过的滤纸应投入指定的容器中，

容器中应有水淹没滤纸，切勿随便乱丢）。

2）银电极

将两根银电极用抛光砂纸轻轻擦亮，再用蒸馏

水洗净擦干。把处理好的两根Ag电极浸入AgNO3

溶液中，测量其间的电动势值。两根电极间的电

位差小于0.005伏方可在浓差电池中使用，否则，

需重新处理电极或重新挑选电极。

2.3.2 Zn|ZnSO4半电池的制作和测定

1）Zn|ZnSO4(0.1000mol/L)半电池的制作

安装半电池。用洗耳球从支管D处将(0.1000mol/Kg)ZnSO4溶液慢慢吸入半电池管少许，洗涤两次后，吸入适量溶液，立即把D处夹紧。然后取出半电池，检查管内有无气泡以及溶液是否从管内流出。

2）电动势的测定

①参看电位计的使用说明书，弄懂电位差计的使用方法，并接好测量线路。

②选择合适的盐桥，然后测量下列电池的电动势：

Zn|ZnSO4(0.1000mol/L)||饱和甘汞电极。

2.3.3 Ag|AgNO3半电池的制作和测定

+1） Ag|Ag (0.1000mol/L)半电池的制作

制作方法同Zn|ZnSO4(0.1000mol/L)半电池的制作。

2）同理，选择合适的盐桥，然后测量下列电池的电动势：

+ 饱和甘汞电极|| Ag (0.1000mol/L)| Ag

+2.3.4 Ag|Ag(b)KCl(0.1000mol/L)半电池的制作和浓差电池的测定 …… 此处隐藏：863字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……