電池電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)十二 原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定I目的要求一、測(cè)定CuZn電池的電動(dòng)勢(shì)和Cu、Zn電極的電極電勢(shì)二、學(xué)會(huì)一些電極的制備和處理方法三、掌握電位差計(jì)的測(cè)量原理和正確使用方法基本原理在恒溫恒壓條件下，可逆電池所做的電功是最大非體積功W，而W等于體系自由能的降低即為DrGm，而根據(jù)熱力學(xué)與電化學(xué)的關(guān)系，我們可得 DrGm =nFE (1) 由此可見(jiàn)利用對(duì)消法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)即可獲得相應(yīng)的電池反應(yīng)的自由能的改變。式中的n是電池反應(yīng)中得失電子的數(shù)目，F(xiàn)為法拉第常數(shù)。 根據(jù)吉布斯亥姆霍茨公式 DrGm=DrHmTDrSm (2) (3)將（1）和（3）式代入（2）式即得： (4)由實(shí)驗(yàn)可測(cè)得不同溫度時(shí)的E值，以

2、E對(duì)T作圖，從曲線的斜率可求出任一溫度下的值，根據(jù)（2）（4）（3）式可求出該反應(yīng)的勢(shì)力學(xué)函數(shù)DrGm 、DrSm、DrHm。 本實(shí)驗(yàn)測(cè)定下列電池的電動(dòng)勢(shì)，并由不同溫度下電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量求算該電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)。 電池為：（1）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) | Cu, (飽和KCl鹽橋) 該電池的正極反應(yīng)為：Cu2+2eCu(s) 負(fù)極反應(yīng)為：Zn (s)Zn2+2e 總電池反應(yīng)為：Cu2+Zn(s) Cu(s)Zn2+各電極電位為： (5) (6)Cu-Zn電池的電動(dòng)勢(shì)為：；，；如：CuSO4:0. 1000 mol

3、L-1：； 實(shí)驗(yàn)中可以準(zhǔn)確測(cè)量不同溫度的E值，便可計(jì)算不同溫度下該電池反應(yīng)的DrGm。以E對(duì)T作圖求出某任一溫度的便可計(jì)算該溫度下的DrSm，由DrGm和DrSm可求出該反應(yīng)的DrHm。.儀器和試劑.操作步驟一、電極制備 1鋅電極 用稀硫酸浸洗鋅電極以除去表面上的氧化層，取出后用水洗滌，再用蒸餾水淋洗，然后浸入飽和硝酸亞汞溶液中35s，取出后用濾紙擦拭鋅電極，使鋅電極表面上有一層均勻鋅汞齊，再用蒸餾水淋洗(汞有毒，用過(guò)的濾紙應(yīng)投入指定的有蓋的廣口瓶中，瓶中應(yīng)有水淹沒(méi)濾紙，不要隨便亂丟)，把處理好的鋅電極插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊，將電極管的虹吸管管口插入盛有0.1000mol·kg-1

4、ZnSO4溶液的小燒杯內(nèi)，用針管或吸氣球自支管抽氣，將溶液吸入電極管至高出電極約1cm，停止抽氣，旋緊活?yuàn)A，電極的虹吸管內(nèi)(包括管口)不可有氣泡，也不能有漏液現(xiàn)象。2銅電極 將銅電極在約6mol·dm-1的硝酸溶液內(nèi)浸洗，除去氧化層和雜物，然后取出用水沖洗，再用蒸餾水淋洗。將銅電極置于電鍍燒杯中作陰極，另取一個(gè)經(jīng)清潔處理的銅棒作陽(yáng)極，進(jìn)行電鍍，電流密度?？刂圃?0mA·cm-1為宜。其電鍍裝置如圖121所示。電鍍半小時(shí)，使銅電極表面有一層均勻的新鮮銅，再取出。裝配銅電極的方法與鋅電極相同。鍍銅溶液的配制：100mL水中溶解15gCuSO4·5H2O、5g乙醇、5g

5、硫酸。3. 甘汞電極二、電池組合 將飽和KCl溶液注入50mL的小燒杯內(nèi)，制鹽橋，再將上面制備的鋅電極和銅電極置于小燒杯內(nèi)，即成CuZn電池，（1）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) | Cu,電池裝置如122所示。同法組成下列電池：（2）Hg | Hg2Cl2 | KC1 (飽和) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) Cu,（3）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | KC1 (飽和) | Hg2C12 | Hg.(4) Cu | CuSO4(0. 0100 mol L-1) | CuSO

6、4(0. 1000 mol L-1 ) | Cu.三、電動(dòng)勢(shì)測(cè)定，1按照電位差計(jì)電路圖，接好電動(dòng)勢(shì)測(cè)量線路。2分別測(cè)定以上四個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)。 3. 測(cè)定以上第（2）號(hào)電池不同溫度的電動(dòng)勢(shì)。.實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理1.查閱文獻(xiàn)填表25 Cu2+2e-=Cu:=0.337V, Zn2+2e-=Zn: = - 0.7628V, 飽和甘汞電極：:CuSO4:0. 1000 mol L-1的平均活度系數(shù)=0.16； 0. 0100 mol L-1的平均活度系數(shù)=0.41ZnSO4(0.1000 mol L-1)的平均活度系數(shù)=0.15；表1：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)溫度： 大氣壓： 室溫： 測(cè)定次數(shù)第一次第二次第三次實(shí)驗(yàn)平均值理論值相對(duì)誤差/%電池1電池2電池3電池4表2：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理： ；項(xiàng)目測(cè)定值/V計(jì)算值/V相對(duì)誤差/%Cu電極電勢(shì)Zn電極電勢(shì)表3：電池（2）Hg | Hg2Cl2 | KC1 (飽和) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) Cu,隨溫度變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 大氣壓： 室溫：溫度/KE測(cè)定值/VE平均值/V（1）（