貴州大學(xué)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握對(duì)消法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的原理及電位差計(jì)的使用方法。2測(cè)定下列三個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)：Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(飽和）|AgNO3（0.01mol/L）｜AgHg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(飽和）|H+（0.2mol/LHAC-0.2mol/LNaAC）｜PtHg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl（飽和）|H+（酒石酸-0.2mol/L酒石酸鈉溶液L）｜Pt3了解電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定溶液PH值的原理，并計(jì)算緩沖溶液的PH值。二.實(shí)驗(yàn)原理1：波根多夫?qū)οy(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)是常用的測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的方法，其原理是用一個(gè)方向相反但數(shù)值相同的電動(dòng)勢(shì)對(duì)消待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)，使電路中并無(wú)電流通過(guò)。具體原理如圖所示。AB為一段均勻的滑線電阻，工作電池經(jīng)AB上產(chǎn)生均勻的電勢(shì)降。待測(cè)電池的正極連接電鑰，經(jīng)過(guò)檢流計(jì)和工作電池的正極相連；負(fù)極連接到一個(gè)滑動(dòng)的接觸點(diǎn)C上。這樣，就在待測(cè)電池的外電路中加上一個(gè)方向相反的電勢(shì)差，他的大小有滑動(dòng)接觸點(diǎn)的位置決定。改變滑動(dòng)接觸點(diǎn)位置，找到C點(diǎn)，電匙閉合，檢流計(jì)中無(wú)電流通過(guò)，待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)恰好為AC段的電勢(shì)差完全抵消。為了求得AC段的電勢(shì)差，可換用標(biāo)準(zhǔn)電池與電鑰相連。標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)：EN是已知的，且要保持恒定。故：工作電池AC’本實(shí)驗(yàn)采用飽和甘汞電極和銀電極測(cè)定電池（1）的電動(dòng)勢(shì)；一飽和甘汞電池極為參比電極，用電極測(cè)定電池（2）（3）的電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而計(jì)算溶液的PH值。2．電極電勢(shì)的測(cè)量原理：根據(jù)相應(yīng)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電動(dòng)勢(shì)及相應(yīng)組分的活度即可求出電極電勢(shì)，計(jì)算出電池的電動(dòng)勢(shì)。三.儀器與試劑儀器:1.數(shù)字式電子電位差計(jì)；2.甘汞電極一支；3.銀電極1支；4.鉑電極一支；5.50mL燒杯4個(gè)；5.U形管一支；試劑:飽和氯化鉀溶液；0.01mol/L硝酸銀溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸鈉溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸鈉溶液；醌氫醌；硝酸鉀、瓊脂；蒸餾水。四.實(shí)驗(yàn)步驟1讀取室溫并記錄2配制飽和氯化鉀溶液；0.01mol/L硝酸銀溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸鈉溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸鈉溶液。3打開(kāi)電位差計(jì)電源開(kāi)關(guān)，將所有檔位回零，將“測(cè)量選擇”鈕置于“外標(biāo)”檔，一韋斯頓標(biāo)準(zhǔn)電極標(biāo)定。然后將電位差計(jì)“測(cè)量選擇”鈕置于“測(cè)量”檔。4測(cè)量電池（1）的電池電動(dòng)勢(shì)制備電池。取兩個(gè)燒杯，一個(gè)小燒杯一飽和氯化鉀溶液洗滌后向其中加入30mL飽和氯化鉀溶液（用過(guò)之后不要倒掉，留下做后面的測(cè)量）并插入一支以飽和氯化鉀溶液洗過(guò)的飽和甘汞電極；另一個(gè)小燒杯以0.01mol/L硝酸銀溶液洗過(guò)后向其中加入約30mL0.01mol/L硝酸銀溶液并插入一支以硝酸銀溶液洗過(guò)的銀電極，然后以硝酸鉀鹽橋連接兩小燒杯中的溶液。將兩根測(cè)量連接導(dǎo)線分別插入電位差計(jì)測(cè)量孔中，并與所制備電池的相應(yīng)電極相連，負(fù)極連甘汞電極，正極連銀電極，按從小到大的順序依次調(diào)“100V”“10-1”“10-2”“10-3”“10-4”及“補(bǔ)償”旋鈕，是“檢零指示”在零值附近基本恒定，此時(shí)“電位指示”所顯示的數(shù)值即為電池（1）的電動(dòng)勢(shì)。要求測(cè)量三次，取平均值。5測(cè)量電池（2）電池電動(dòng)勢(shì)取一個(gè)燒杯加入10mL0.2mol/L醋酸溶液和0.2mol/L醋酸鈉溶液，再加入適量的醌氫醌粉末，插入一支鉑電極。然后用鹽橋連接之前配制的飽和氯化鉀溶液。將兩根測(cè)量連接導(dǎo)線分別插入電位差計(jì)測(cè)量孔中，并與所組成電池的相應(yīng)電極相連，負(fù)極連甘汞電極，正極連鉑電極，按照上一次的步驟測(cè)量電池（2）的電池電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量三次，取平均值。6測(cè)量電池（3）電池電動(dòng)勢(shì)制備電池。取一個(gè)燒杯中加入約10mL0.2mol/L酒石酸溶液和0.2mol/L酒石酸鈉溶液，再加入適量的醌氫醌粉末，插入一支鉑電極，然后以鹽橋連接兩個(gè)小燒杯中的溶液。按照上述步驟的操作測(cè)量電池（3）的電池電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量三次，取平均值。7再記錄一次室溫，并與第一次記錄的室溫結(jié)合取平均值作為實(shí)驗(yàn)溫度。8實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉電源，洗干凈各種儀器。五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程，調(diào)整儀器時(shí)要求操作輕；注意安全！2.連接線路時(shí)，切勿正.負(fù)極接反。3.注意檢查鹽橋是否完整；和測(cè)電動(dòng)勢(shì)正確選擇鹽橋。4.各實(shí)驗(yàn)步驟間注意用自來(lái)水及去離子水清洗。5.注意正確操作步驟準(zhǔn)確記錄電池電動(dòng)勢(shì)。六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄項(xiàng)目次數(shù)123平均值電池1的電動(dòng)勢(shì)E1435.25438.15440.25436.25電池2的電動(dòng)勢(shì)E2195.21197.35199.40197.32電池3的電動(dòng)勢(shì)E3238.42239.15239.40238.99七.數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算電池（1）電動(dòng)勢(shì)的相對(duì)誤差：查表得：Eθ甘汞=0.2681VEθ（Ag+/Ag）=0.7994V計(jì)算電池（1）的理論電動(dòng)勢(shì)帶入aAg=0.01mol/L可得理論值為：E（Ag+/Ag）=0.68106V電動(dòng)勢(shì)：E=0.68106V-0.26810V=0.41296V實(shí)際值為：E=0.43625V相對(duì)誤差為：Er=（0.43625-0.41296）/0.41296*100%=5.645%02.計(jì)算電池（2）中酸性溶液的PH值查表得：Eθ甘汞=0.2681VEθ(Q/H2Q)=0.6993VF=96500，由實(shí)驗(yàn)可得：E=0.19732VT=298.15K由上面的數(shù)據(jù)可計(jì)算得：PH=3.953.計(jì)算電池（3）中酸性溶液的PH值查表得：Eθ甘汞=0.2681VEθ(Q/H2Q)=0.6993VF=96500，由實(shí)驗(yàn)可得：E=0.23899VT=298.15K由上面的數(shù)據(jù)可計(jì)算得：PH=3.25八.實(shí)驗(yàn)討論及誤差分析：從以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出本次的實(shí)驗(yàn)誤差較大，分析其可能原因有如下幾點(diǎn)：1.只有在電流無(wú)限小的情況下測(cè)量，才能達(dá)到可逆電池的要求，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流無(wú)法達(dá)到無(wú)限小仍存在一定值的電流，于是產(chǎn)生的極化作用破壞了電池的可逆性，使電動(dòng)勢(shì)偏離可逆值。2.儀器的不穩(wěn)定帶來(lái)較大誤差，電極上較長(zhǎng)時(shí)間的有電流通過(guò)，會(huì)發(fā)生電池反應(yīng)使得溶液濃度下降、電極表面極化，這樣可逆電極變成不可逆的，會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大誤差。而實(shí)驗(yàn)中所用儀器不穩(wěn)定，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能大致調(diào)節(jié)到平衡，即使是同一個(gè)電動(dòng)勢(shì)值，在很短的時(shí)間內(nèi)測(cè)得的數(shù)據(jù)都有較大波動(dòng)，所以不能很快調(diào)節(jié)到平衡是實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源。3.本實(shí)驗(yàn)的理論參考數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)值，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的溫度和大氣壓都有變化，所以計(jì)算的誤差也較大。九．指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及意見(jiàn)：教師簽名：日期年月日大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)專業(yè)：礦物資源工程姓名：田驕學(xué)號(hào)：1108010420指導(dǎo)教師：譚蕾實(shí)驗(yàn)成績(jī)