原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握可逆電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量原理和電位差計(jì)的操作技術(shù)2. 學(xué)會(huì)幾種電極和鹽橋的制備方法3. 學(xué)會(huì)測(cè)定原電池電動(dòng)勢(shì)并計(jì)算相關(guān)的電極電勢(shì)實(shí)驗(yàn)原理凡是能使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置都稱之為電池 (或原電池 )?？赡骐姵貞?yīng)滿足如下條件 :(1)電池反應(yīng)可逆，亦即電池電極反應(yīng)可逆 ;(2)電池中不允許存在 任何不可逆的液接界 ;(3)電池必須在可逆的情況下工作，即充放電過(guò) 程必須在平衡態(tài)下進(jìn)行，即測(cè)量時(shí)通過(guò)電池的電流應(yīng)為無(wú)限小。因此在制備可逆電池、測(cè)定可逆電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)應(yīng)符合上述條 件，在精確度不高的測(cè)量中， 用正負(fù)離子遷移數(shù)比較接近的鹽類構(gòu)

2、成 鹽橋 來(lái)消除液接電位 ;用電位差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)可滿足通過(guò)電池電流 為無(wú)限小的條件。 電位差計(jì)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)的原理稱為對(duì)消法， 可使測(cè)定 時(shí)流過(guò)電池的電流接近無(wú)限小，從而可以準(zhǔn)確地測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)。可逆電池的電動(dòng)勢(shì)可看作正、 負(fù)兩個(gè)電極的電勢(shì)之差。 設(shè)正極電 勢(shì)為hi;+，負(fù)極電勢(shì)為 hi;-，則電池電動(dòng)勢(shì) E = hi;+ - hi;-。電極電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定， 手冊(cè)上所列的電極電勢(shì)均為相對(duì)電 極電勢(shì)，即以標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其電極電勢(shì)為零。將標(biāo)準(zhǔn)氫 電極與待測(cè)電極組成電池，所測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)就是待測(cè)電極的電極電勢(shì)。由于氫電極使用不便， 常用另外一些易制備、電極電勢(shì)穩(wěn)定的電 極作為參比電極。常

3、用的參比電極有甘汞電極、銀-氯化銀電極等。這些電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極比較而得的電勢(shì)已精確測(cè)出， 具體的電極電位 可參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。以飽和甘汞電極與銅 /硫酸銅電極或鋅 / 硫酸鋅電極組成電池，測(cè) 定電池的電動(dòng)勢(shì)， 根據(jù)甘汞電極的電極電勢(shì)， 可推得這兩個(gè)電極的電 極電勢(shì)。儀器和試劑SDC-1型數(shù)字式電子電位差計(jì)，銅電極，鋅電極，飽和甘汞電極，0.1 mol?L-1 CuS04容液，0.1 mol?L-1 ZnSO4溶液，飽和 KCl 溶液。實(shí)驗(yàn)步驟1. 記錄室溫，打開(kāi)SDC-1型數(shù)字式電子電位差計(jì)預(yù)熱 5分鐘。 將測(cè)定旋鈕旋到內(nèi)標(biāo)檔，用1.00000 V電壓進(jìn)行采零。2. 電極制備：先把鋅片和銅片用

4、拋光砂紙輕輕擦亮，去掉氧化 層，然后用水、蒸餾水洗凈，制成極片。3. 半電池的制作：向兩個(gè) 50 mL 燒杯中分別加入 1/2 杯深 0.1000 mol?L-1 CuSO4溶液和 0.1000 mol?L-1 ZnSO4溶液，再電極插 入電極管，打開(kāi)夾在乳膠管上的彈簧夾， 將電極管的尖嘴插入溶液中， 用洗耳球從乳膠管處吸氣， 使溶液從彎管流出電極管， 待電極一半浸 沒(méi)于溶液中時(shí)，用彈簧夾將膠管夾住，提起電極管，保證液體不會(huì)漏 出電極管，如有滴漏，檢查電極是否插緊。4. 原電池的制作： 向一個(gè) 50 mL 燒杯中加入約 1/2 杯飽和氯化 鉀溶液，將制備好的兩個(gè)電極管的彎管掛在杯壁上， 要保證

5、電極管尖 端上沒(méi)有氣泡，以免電池?cái)嗦贰?. 測(cè)定銅鋅原電池電動(dòng)勢(shì)：將電位差計(jì)測(cè)量旋鈕旋至測(cè)定檔， 接上測(cè)量導(dǎo)線，用導(dǎo)線上的鱷魚(yú)夾夾住電極引線，接通外電路。從高位到低位逐級(jí)調(diào)整電位值， 觀察平衡顯示。 在高電位檔調(diào)節(jié) 時(shí)，當(dāng)平衡顯示從 OVL跳過(guò)某個(gè)數(shù)字又跳回OVL時(shí)，將該檔退回到 低值，再調(diào)整下一檔。在低電位檔調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)至平衡顯示從負(fù)值逐 漸小，過(guò)零后變正值時(shí)，將該檔回到低值，繼續(xù)調(diào)整下一檔。直至調(diào) 整到最后一位連續(xù)調(diào)節(jié)檔。 當(dāng)平衡顯示為零或接近于零時(shí)， 讀出所調(diào) 節(jié)的電位值，此即該電池的電動(dòng)勢(shì)。6. 測(cè)定電極電勢(shì)：取出飽和甘汞電極，拔去電極頭上的橡皮帽， 置于燒杯中。將測(cè)量導(dǎo)線的兩個(gè)鱷魚(yú)夾

6、分別夾在鋅電極和甘汞電極 上，同上法測(cè)定電動(dòng)勢(shì)。 再同樣測(cè)量由銅電極和甘汞電極組成的電池 的電動(dòng)勢(shì)。 根據(jù)所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)及甘汞電極的電極電勢(shì)， 計(jì)算所測(cè)量 電極的電極電勢(shì)。思考題1. 如何正確使用電位差計(jì) ?2. 參比電極應(yīng)具備什么條件 ?3. 若電池的極性接反了，測(cè)定時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象 ?4. 鹽橋有什么作用 ?選用作鹽橋的物質(zhì)應(yīng)有什么原則 ? 原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笥醚a(bǔ)償法測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)，并用數(shù)學(xué)方法分析二、實(shí)驗(yàn)原理：補(bǔ)償法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的原理：必須嚴(yán)格控制電流在接近于零的情況下來(lái)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)， 因 為有電流通過(guò)電極時(shí)，極化作用的存在將無(wú)法測(cè)得可逆電動(dòng)勢(shì)。為此，

7、可用一個(gè)方向相反但數(shù)值相同的電動(dòng)勢(shì)對(duì)抗待測(cè)電池的電 動(dòng)勢(shì)，使電路中沒(méi)有電流通過(guò)， 這時(shí)測(cè)得的兩級(jí)的電勢(shì)差就等于該電 池的電動(dòng)勢(shì) E。如圖所示， 電位差計(jì)就是根據(jù)補(bǔ)償法原理設(shè)計(jì)的， 它由工作電流 回路、標(biāo)準(zhǔn)回路和測(cè)量電極回路組成。 工作電流電路：首先調(diào)節(jié)可變電阻 RP,使均勻劃線AB上有 一定的電勢(shì)降。 標(biāo)準(zhǔn)回路：將變換開(kāi)關(guān)SW合向Es,對(duì)工作電流進(jìn)行標(biāo)定。借助調(diào)節(jié)Rp使得IG=O來(lái)實(shí)現(xiàn)Es=UCA 測(cè)量回路：SW扳回Ex,調(diào)節(jié)電勢(shì)測(cè)量旋鈕，直到IG=0b讀出Ex。UJ-25高電勢(shì)直流電位差計(jì)：1、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋鈕：相當(dāng)于上圖中 SW,指在N處，即SW接通EN,指在X1,即接通未知電池E乂 2、電計(jì)

8、按鈕：原理圖中的K。3、工作電流調(diào)節(jié)旋鈕：粗、中、細(xì)、微旋鈕相當(dāng)于原理圖中的 可變電阻 RP。4、電勢(shì)測(cè)量旋鈕：中間6只旋鈕，x 10,x 10, x 10,x 10,x 10,x 10,被測(cè)電動(dòng)勢(shì)由此示出。三、儀器與試劑： 儀器：電位差計(jì)一臺(tái)，惠斯登標(biāo)準(zhǔn)電池一只，工作電源，飽和甘 汞電池一支，銀一氯化銀電極一支，100mL容量瓶5個(gè)，50mL滴定 管一支，恒溫槽一套，飽和氯化鉀鹽橋。試劑：0.200mol LKCI溶液四、實(shí)驗(yàn)步驟：1 、 配制溶液。將 0.200 mol L 的 KCI溶液分別稀釋成 0.0100 mol L, 0.0300 mol L, 0.0500 mol L, 0.0

9、700mol L, 0.0900 mol L 各 100mL。2、 根據(jù)補(bǔ)償法原理連接電路，恒溫槽恒溫至 25 C。3、將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥至 N 處,調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)旋鈕粗。中、細(xì), 依次按下電計(jì)旋鈕粗、細(xì),直至檢流計(jì)示數(shù)為零。4、 連好待測(cè)電池，Hg |Hg2CI2, KCI飽和)II KCI(c)|AgCI |Ag5、將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥至 X1 位置,從大到小旋轉(zhuǎn)測(cè)量旋鈕,按下電 計(jì)按鈕,直至檢流計(jì)示數(shù)為零為止, 6 個(gè)小窗口的讀數(shù)即為待測(cè)電極 的電動(dòng)勢(shì)。6、改變電極中 c依次為 0.0100 mol L, 0.0300 mol L, 0.0500 mol L, 0.0700 mol - L, 0.0

10、900mol L,測(cè)各不同濃度下的電極電勢(shì) Ex。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理室溫 153C ;大氣壓 102.63KPa;EN=1.018791233V 飽和甘汞電極的電極電勢(shì)與溫度的關(guān)系為E/V=0.2415-7.6*10 ?(t/C -25)=0.2341V0.01000.03000.05000.0700濃度/mol _ ?電動(dòng)勢(shì)N E(CI_ |AgCI)Ig?ci0.09730.3314 -2.00000.07690.3110 .52290.06580.29999 .30100.05930.2934 .15490.09000.05320.2873 .0458由外推法可知：？(CI - |AgCl)=0.24V 查得文獻(xiàn)值 E(CI|AgCI)=0.2221V相對(duì)偏差 Er=(0.24-0.2221)0.2221)X