物理化学实验教材电子版(14)

利用上述数据可以计算出Cu电极在室温时的理论电极电动势。 （二）醌氢醌电极

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醌氢醌（Q·HQ）为醌(Q)与氢醌(HQ)等摩尔混合物。醌氢醌（Q·HQ）在

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水中溶解度很小，并且依下式部分解离。

OOHO+OOHOOHOHQH2Q42

QH2Q42

将少量醌氢醌放人含有H+的待测溶液中，并使其达到饱和，然后插人Pt电极就成为一支醌氢醌电极。在电极上发生下列氧化还原反应

Q + 2H+ + 2eH2Q

醌 氢醌

在水溶液中醌氢醌（Q·HQ）的溶解度极小，电离度也很小，因此醌(Q)与

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氢醌(HQ)的活度可认为相等，其电极电位可表示为

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??醌氢醌??醌氢醌?a氢醌RTRT1?ln???ln醌氢醌2F?aH??2a醌FaH?2.30RT3pHF(7)

???醌氢醌? 氢醌电极标准电极电位与温度（单位K）的关系为

?=0.6994—0.00074(T—298) （8） ?醌氢醌 （三）甘汞电极

甘汞电极做为测量电池电动势参比电极使用，其电极反应为 2Hg(s)?2Cl(aq)?Hg2Cl2(s)?2e

可见甘汞电极的电极电位只与溶液的氯离子浓度有关，其电极电位以下式表示

?甘汞??甘汞-??RTlnaCl?F (9)

对于饱和甘汞电极，溶液的氯离子浓度由饱和KCl 确定，则其电极电位只与温度有关。

?与温度（单位K）的关系式为 ?甘汞

?=0.2412-7.6×10-4(T- 298) (10) ?甘汞三 、仪器与药品

SDC数字电位差计 1套 电极管 1只

饱和甘汞电极 1只 Cu电极片 饱和KCl溶液 CuSO4溶液 pH未知的待测溶液两份

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四、实验步骤

1． 电极制备

(1)铜电极

先用约4mol.L-1的硝酸浸洗用做铜电极的铜片，去掉表面的氧化物膜。然后取出先用水洗涤，再用蒸馏水淋洗，然后用滤纸吸干。把铜电极插入清洁的电极管（见图2）内并塞紧，将电极管的虹吸管口浸入所需浓度的硫酸铜溶液中，用洗耳球自支管抽气，将溶液吸入电极管直到较虹吸管略高一点时，停止抽气，旋紧螺旋夹。装好的虹吸管电极（包括管口）不能有气泡，不能有漏液现象。 (2)醌氢醌电极

取pH未知的待测溶液放入烧杯中，加少许醌氢醌固体样品，插入金属铂电极。

2．电池电动势测定

按图3所示分别将下列3组电池接入电位差计，测量其电动势。（数字电位差计操作方法见附录。） （1）（-）饱和甘汞电极||CuSO4(0.1 mol.L-1)|Cu (+) （2）（-）饱和甘汞电极||(待测pH1溶液) Q·HQ |Pt (+)

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（3）（-）饱和甘汞电极||(待测pH2溶液) Q·HQ |Pt (+)

（a） (b)

图3 电池组装示意图

五、数据记录与处理

1．将实验温度及3个电池电动势的测定值填入下表：

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