物化实验报告电池电动势的测定及其应用(4)

+1）Ag|Ag(b)KCl(0.1000mol/L)半电池的制作

在一干净的小烧杯中加入0.1000mol/Kg KCl溶液，再加入一滴0.1000mol/Kg AgNO3溶

液，搅拌均匀，呈白色混沌溶液。将此溶液吸入插有银电极的半电池管内，将D处夹紧，检查有无漏气。

2） 同理，选择合适的盐桥，然后测量下列电池的电动势：

+Ag|Ag(b)KCl(0.1000mol/L)与Ag|AgNO3(0.1000mol/L)

2.3.5电动势与温度关系的测定

调节恒温槽的温度为20℃，温度恒定10min后，测定Zn|ZnSO4(0.1000mol/L)||饱和

甘汞电极的电动势。

升温5℃左右，测定20℃-50℃下的电动势。

3 结果与讨论

3.1 实验记录 3.1.1 实验条件

室温：17.7℃湿度：49%大气压：100.21kPa

3.1.2 电动势的测量

Zn|ZnSO4半电池 1050.5 mV

Ag|AgNO3半电池 489.8 mV

+Ag|Ag(b)KCl(0.1000mol/L)||Ag|AgNO3(0.1000mol/L)浓差电池 447.9 mV

电动势与温度关系

3.2 数据处理

3.2.1 计算室温下饱和甘汞电极的电极电势。

根据公式??=0.2412 ? 6.61×10?4×（t/℃?25）

饱和甘汞电极的电极电势： ??=0.2412 ? 6.61×10?4×（17.7?25）=0.2460 V

3.2.2 根据所测电动势的实验值分别计算Zn|Zn和Ag|Ag的电极电势（实验值）。 2++

E1????(Zn2?/Zn)

则 ?? ????2+|???? =?? ? ??1 = 0.2460?1.0505= ?0.8045 V

E2??(Ag?/Ag)??

则 ?? ????2+|???? =??+ ??2 = 0.2460+0.4898= 0.7358 V

3.2.3从附表中查出25℃下锌电极和银电极及其温度系数以及活度系数，由此计算室温下锌、银的电极电势，并与实验值进行比较，求出相对误差。 d??RT1?(Zn/Zn)??(Zn/Zn)? ??T?lndT2Fb(Zn2?)??2??2?

=?0.7628+9.1×10?5× 17.7?25 ?

相对误差为

?8.31×290.72×96485×ln0.1000×0.734=0.7663 1 0.8160?0.8045 0.8160×100%=1.41% d??RT1 ?(Ag/Ag)??(Ag/Ag)???T?ln?dTFb(Ag)????

=0.7991+1.0×10?5× 17.7?25 ?

相对误差为0.7663?0.7358 0.76638.31×290.71×ln=0.7663 ×100%=3.98%

3.2.4根据所测得的银浓差电池电动势，计算AgCl的溶度积。

??????（????+,0.1000??）??=ln ?? ????,?? =+??（????+,0.1000??）

??=0.1000×0.734??8.31×290.7=3.478×10?9

??????=?? ????+,?? ??±??(?????)

??????=?? ????+,?? ??±?? ????? =3.478×10?9×0.1000×0.734=2.55×10?10

查资料得25℃时AgCl的溶度积为1.56×10?10

相对误差|1.56×10?10?2.55×10?10|

1.56×10?10=63.46%

3.2.5根据所测得的不同温度下的电池电动势，通过下述公式计算不同温度下的各热力学函数。 (?????)??,??=???????

???????=???????+??????(

???????=????(???? ??????)

??

电动势与温度关系图

我们可以看出，20、30、35℃的数据明显呈线性关系，而由于仪器原因40、45、50℃

的数据明显不科学，而25℃的数据也明显偏离所需直线。所以，选取20、30、35℃作线

性拟合。

E = -0.002×T + 1.092

即????=?0.002 可由此计算(?????)??,??、???????、???????

这次的数据本身不科学，并且与理论值偏差很大，实验过程中出现了重大的错误。

3.3 讨论分析

3.3.1盐桥的选择

根据盐桥选择的原则，本实验中锌电极应用氯化钾盐桥，银电极和银浓差电池应用硝酸钾盐桥。

3.3.2测量误差的产生

1）由实验数据处理结果，锌电极和银电极电极电势的测量值与理论值较接近，误差较小。但银浓差电池的测量中，溶度积与理论值相差较多。可能是由于以下几个因素造成的：

① 溶度积受温度的影响非常大，而实验中溶液的温度不可能保持恒定；