原電池電動(dòng)勢的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、原電池電動(dòng)勢的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告原電池電動(dòng)勢的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握可逆電池電動(dòng)勢的測量原理和電位差計(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)測定原電池電動(dòng)勢并計(jì)算相關(guān)的電極電勢實(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 程必須在平衡態(tài)下進(jìn)行，即測量時(shí)通過電池的電流應(yīng)為無限小。因此在制備可逆電池、測定可逆電池的電動(dòng)勢時(shí)應(yīng)符合上述條 件，在精確度不高的測量中， 用正負(fù)離子遷移數(shù)比較接近的鹽類構(gòu)

2、成 鹽橋 來消除液接電位 ;用電位差計(jì)測量電動(dòng)勢可滿足通過電池電流 為無限小的條件。 電位差計(jì)測定電動(dòng)勢的原理稱為對消法， 可使測定 時(shí)流過電池的電流接近無限小，從而可以準(zhǔn)確地測定電池的電動(dòng)勢。可逆電池的電動(dòng)勢可看作正、 負(fù)兩個(gè)電極的電勢之差。 設(shè)正極電 勢為hi;+，負(fù)極電勢為 hi;-，則電池電動(dòng)勢 E = hi;+ - hi;-。電極電勢的絕對值無法測定， 手冊上所列的電極電勢均為相對電 極電勢，即以標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其電極電勢為零。將標(biāo)準(zhǔn)氫 電極與待測電極組成電池，所測電池電動(dòng)勢就是待測電極的電極電勢。由于氫電極使用不便， 常用另外一些易制備、電極電勢穩(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已精確測出， 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 定電池的電動(dòng)勢， 根據(jù)甘汞電極的電極電勢， 可推得這兩個(gè)電極的電 極電勢。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SDC-1型數(shù)字式電子電位差計(jì)預(yù)熱 5分鐘。 將測定旋鈕旋到內(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 端上沒有氣泡，以免電池?cái)嗦贰?. 測定銅鋅原電池電動(dòng)勢：將電位差計(jì)測量旋鈕旋至測定檔， 接上測量導(dǎo)線，用導(dǎo)線上的鱷魚夾夾住電極引線，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。6. 測定電極電勢：取出飽和甘汞電極，拔去電極頭上的橡皮帽， 置于燒杯中。將測量導(dǎo)線的兩個(gè)鱷魚夾

6、分別夾在鋅電極和甘汞電極 上，同上法測定電動(dòng)勢。 再同樣測量由銅電極和甘汞電極組成的電池 的電動(dòng)勢。 根據(jù)所測得的電動(dòng)勢及甘汞電極的電極電勢， 計(jì)算所測量 電極的電極電勢。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)勢的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笥醚a(bǔ)償法測量原電池電動(dòng)勢，并用數(shù)學(xué)方法分析二、實(shí)驗(yàn)原理：補(bǔ)償法測電源電動(dòng)勢的原理：必須嚴(yán)格控制電流在接近于零的情況下來測定電池的電動(dòng)勢， 因 為有電流通過電極時(shí)，極化作用的存在將無法測得可逆電動(dòng)勢。為此，

7、可用一個(gè)方向相反但數(shù)值相同的電動(dòng)勢對抗待測電池的電 動(dòng)勢，使電路中沒有電流通過， 這時(shí)測得的兩級(jí)的電勢差就等于該電 池的電動(dòng)勢 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 一定的電勢降。 標(biāo)準(zhǔn)回路：將變換開關(guān)SW合向Es,對工作電流進(jìn)行標(biāo)定。借助調(diào)節(jié)Rp使得IG=O來實(shí)現(xiàn)Es=UCA 測量回路：SW扳回Ex,調(diào)節(jié)電勢測量旋鈕，直到IG=0b讀出Ex。UJ-25高電勢直流電位差計(jì)：1、轉(zhuǎn)換開關(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、電勢測量旋鈕：中間6只旋鈕，x 10,x 10, x 10,x 10,x 10,x 10,被測電動(dòng)勢由此示出。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、 連好待測電池，Hg |Hg2CI2, KCI飽和)II KCI(c)|AgCI |Ag5、將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至 X1 位置,從大到小旋轉(zhuǎn)測量旋鈕,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)即為待測電極 的電動(dòng)勢。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,測各不同濃度下的電極電勢 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相對偏差 Er=(0.24-0.2221)0.2221)X