原电池电动势的测定及应用物化实验报告

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原电池电动势的测定及应用物化实验报告

原电池电动势的测定及热力学函数的测定

一、实验目的

1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法;

2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法; 3) 加深对可逆电池,可逆电极、盐桥等概念的理解; 4) 了解可逆电池电动势测定的应用;

5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池,测定其在不同温度下的电动势值,计算电池

反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。

二、实验原理

1.用对消法测定原电池电动势:

原电池电动势不能能用伏特计直接测量,因为电池与伏特计连接后有电流通过,就会在电极上发生生极化,结果使电极偏离平衡状态。另外,电池本身有内阻,所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势,只能在无电流通过电池的情况下进行,因此,采用对消法。对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源,这样待测电池中没有电流通过,外加电源的大小即等于待测电池的电动势。 2.电池电动势测定原理:

Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式,正极银电极的电极电位:

其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+

t ο?;而+

++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1

ln

a F RT ο

?? 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值,故其电极电位只与温度有关,其关系式: φ饱和甘汞 = - (t – 25)

而电池电动势 饱和甘汞理论—??+=Ag /Ag E ;可以算出该电池电动势的理论值。与测定值

比较即可。

3.电动势法测定化学反应的△G、△H和△S:

如果原电池内进行的化学反应是可逆的,且电池在可逆条件下工作,则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式:

△r G m =-nFE

从热力学可知:

△H=-nFE+△S

4.注意事项:

①盐桥的制备不使用:重复测量中须注意盐桥的两端不能对调;

②电极不要接反;

三、.实验仪器及用品

1.实验仪器

SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL烧杯、20mL烧杯、U形管2.实验试剂

L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂

四、实验步骤

1.制备盐桥

3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法:在250mL 烧杯中,加入100mL 蒸馏水和3g 琼脂,盖上表面皿,放在石棉网上用小火加热至近沸,继续加热至琼脂完全溶解。然后加入40g 硝酸钾,充分搅拌使硝酸钾完全溶解后,趁热用滴管将它灌入干净的U 形管中,两端要装满,中间不能有气泡,静置待琼脂凝固后便可使用。制备好的盐桥丌使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中,防止盐桥干涸。 2.组合电池

将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶中。将一个20mL 小烧杯洗净后,用数毫升L 的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗,然后装此溶液至烧杯的2/3处,插入银电极,用硝酸钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电池。 3.测定电池的电动势

①根据Nernst 公式计算实验温度下电池(I )的电动势理论值。

②正确接好测量电池(I )的线路。电池与电位差计连接时应注意极性。盐桥的两支管应标号,让标负号的一端始终不含氯离子的溶液接触。仪器要注意摆布合理并便于操作。 ③用SDC 数字电位差计测量电池(I )的电动势。每隔2min 测一次,共测三次。

④接通恒温槽电源进行恒温,使其分别达到25.2℃、35.2℃,温度波动范围要求控制在正负0.2℃之内。把被测电池放入恒温槽中恒温15min ,同时将原电池引出线连接到SDC 型数字式电位差计的待测接线柱上(注意正负极的连接),测定其电动势,每5分钟测1次,直至电位差计读书稳定为止。

⑤测量完毕后,倒去两个小烧杯的溶液,洗净烧杯的溶液。

五、实验数据记录与处理

1、电动势的测定

)25(00097.0799.0Ag

/Ag --=+

t ο?; +

+

+

-=Ag Ag

/Ag Ag /Ag 1

ln

a F RT ο??; φ饱和甘汞 = - (t – 25);

通过以上三式可求得电池电动势 饱和甘汞理论—??+=Ag /Ag E 的理论值。

气压:

测定温度/℃ 测定值/V

测定平均值/V 理论计算值/V 相对误差

测定次数 第一次 第二次 第三次 %

%

2、热力学函数的测定—--测定△G 、△S 和△H 。 作E-T 图(见下图),求得斜率

为×10

∧-4

E-T 图的直线方程为:Y = X ,故=×10

∧-4

所以当T=298K 时,

△r G m =-nFE=-1×96500× = J/mol = kJ/mol

因为 所以△S=1×96500××10

∧-4

) =

J/(mol ·K)

因为△H=△r G m +T △S , 所以△H= 热力学函数

次序 t/℃ T/K E/V

△H (KJ/mol ) 1 298 ×10

∧-4

2

308

3、将实验所得的电池反应的热力学函数变化值和理论值进行比较 电池总反应)()(2

1

)()(22s Ag s Cl Hg aq Ag Cl l Hg +=

+++

-

)(饱和 查参考文献得Ag+(aq)、Cl-(aq)、AgCl(c) 在298K 时各自的的标准生成焓变Δf H om 、标准生成自由能变Δf G om

及标准熵S om ,由此计算出电池反应的Δf H om 、Δf G om 、Δf S o

m

如下所示.

Ag +

(aq)、Cl-(aq)、AgCl(c) 的Δf H om 、Δf G om 、Δf S om

Δf H om(298K)/kJ/mo

l

Δf G om(298K)/kJ/mol S om298K/J/(mol ·K)

Hg(l)

Ag+(aq)

Cl—(aq)

Hg2Cl2(s)

Ag(s)00

电池反应

而热力学函数(298K)的理论值:

Δr Gom= kJ/mol ;Δr Som= J/(mol·K) ;Δr Hom= kJ/mol

则对比文献值可得:

Δr Gom相对误差:(())/ = %

Δr Som相对误差:(())/ = %

Δr Hom相对误差:( -())/=%

六、分析与讨论

根据上述实验结果,可知本次实验误差较大,经讨论认为引起的误差主要有以下几点:

1)用对消法测电动势时,要求电流为0,达到可逆电池的要求,但在实验过程中,调节时电路中总有微小电流通过,而产生极化现象。但当外加电压大于电动势时,原电池相当于电解池,使反应电势增加;相反,当外电压小于电动势时,原电池放电极化,使反应电势降低,这会影响实验结果的测定。而且有少量电流也会使内阻分走部分电压,导致测量电压并不等于电动势而等于外电路电压。

2)在本次实验中,我们只进行了两组不同温度的数据测量,使用的热力学计算方法均为粗略计算,作E-T图也只是2个数据点,因数据处理方法粗略,所以计算结果相对误差也较大。因此应该进行更多组在不同温度下的测定,绘出δE/δT的关系图,拟合线性,求出斜率,这样误差才小。

3)本实验测定的并不是可逆电池,但在溶液间插入了盐桥,近似地当作可逆电池来处理。通常,常用的盐桥是氯化钾盐桥,离子相对迁移速率较为一致。但对于硝酸银溶液,不能使用氯化钾盐桥,而是采用了硝酸钾盐桥。虽然硝酸钾盐桥的正负离子迁移数较接近,但是它

们与通电极无共同离子,因而在使用时会改变参考电极的浓度和引入外来离子,从而可能改变参考电极电位,造成实验误差。

4)这次实验中有很多的近似处理,比如液接电势、接触电势和扩散电势的忽略,电池近似处理为可逆电池等等。因而,实验结果与实际值有一定的偏差。

5)调节电桥平衡的操作时间应尽可能的短,否则电极上较长时间的有电流通过,会发生电池反应使得溶液浓度下降、电极表面极化,这样可逆电极变成不可逆的,会给实验带来较大误差。而实验中所用仪器不稳定,需要较长的时间才能大致调节到平衡,即使是同一个电动势值,在很短的时间内测得的数据都有较大波动,所以不能很快调节到平衡也会造成实验的误差;

6)实验过程中,恒温槽温度存在波动,会造成不稳定,温度会0.2℃左右波动。④恒温槽温度存在波动,所以在实验测定过程中,电池反应并不完全是在同一温度下进行,进行数据处理时也会带来一定的误差。在此外实验中采用盐桥来消除液接电位,但实际实验中不能保证盐桥能够完全消除液接电位。

7)本实验的理论参考数据是在标准状况下的数值,而实验过程中的温度和大气压都有变化,所以也存在一定的误差。

七、思考题

1、为何测电动势要用对消法,对消法的原理是什么

答:原电池电动势不能直接用伏特计来测量,因为电池与伏特计接通后会有电流通过,在电池两级上会存在极化现象,使电极偏离平衡状态,另外,电池本身有内阻,伏特计测量得到的仅是不可逆电池的端电压。采用对消法(又叫补偿法)可在无电流或很小电流通过电池的情况下准确测定电池的电动势。

对消法的原理是:在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差,这样待测电池中没有电流通过,外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。

2、测电动势为何要用盐桥,如何选用盐桥以适应各种不同的体系

答:盐桥可将液接电势降低到最小的作用。选择盐桥的原则是:盐桥中的盐浓度尽量大(一般用饱和溶液),正负离子迁移数接近,与电池中的电解质不发生反应。所选取的KNO3的在水中的溶解度很大,正负负离子迁移数接近,与大多数电解质不发生反应,故可以作为大多

数体系的盐桥。

3、用测电动势的方法求热力学函数有何优越性

答:电动势测定法比其它方法(例如量热法)更精确,误差更小。因为电池电动势可以测得很准,其数据较化学方法准确可靠。

参考文献:

[1] 何广平,南俊民,孙艳辉.物理化学实验.化学工业出版社, 2008, 92-99

[2] 傅献彩, 沈文霞, 姚天扬. 物理化学. 高等教育出版社, 2008:64-65

[3] 栾翀. 电动势的测定及其应注意的问题[J]. 科技信息. 2008(35)

[4] 凌勋利,王晔,韩民乐,王跃. 电化学方法测定化学反应热力学函数的变化值[J]. 洛阳师范学院学报. 2010(02)

电动势的测定及其应用(实验报告)

实验报告 电动势的测定及其应用 一.实验目的 1.掌握对消法测定电动势的原理及电位差计,检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 2.学会制备银电极,银~氯化银电极,盐桥的方法。 3.了解可逆电池电动势的应用。 二.实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中,正极上发生还原反应,负极则发生氧化反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用作电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质,从化学热力学得知,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: △r G m =-nFE 式中△r G m 是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中电子得失数;F 为法拉第常数;E 为电池的电动势。从式中可知,测得电池的电动势E 后,便可求得△r G m ,进而又可求得其他热力学参数。但须注意,首先要求被测电池反应本身是可逆的,即要求电池的电极反应是可逆的,并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作,即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行,此时只允许有无限小的电流通过电池。因此,在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时,所设计的电池应尽量避免出现液接界,在精确度要求不高的测量中,常用“盐桥”来减小液接界电势。 为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能分别测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池电动势。 附【实验装置】(阅读了解) UJ25型电位差计 UJ25型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计,其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ(1K 置10?档) 。使用V V 4.6~7.5外接工作电源,标准电池和 灵敏电流计均外接,其面板图如图5.8.2 所示。调节工作电流(即校准)时分别调节1p R (粗调)、2p R (中调)和3p R (细 调)三个电阻转盘,以保证迅速准确地调 节工作电流。n R 是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的,当温 图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗 中 细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路

原电池电动势的测定实验报告

原电池电动势的测定实验报告范本(完整版) After Completing The Task According To The Original Plan, A Report Will Be Formed To Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas?

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原电池电动势的测定实验报告范本 (完整版) 备注:该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告,并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提岀今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 实验目的 1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的 操作技术 2.学会几种电极和盐桥的制备方法 3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势 实验原理 凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池 (或原电池)。 可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆;⑵电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,即测量时 通过电池的电流应为无限小。

因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法, 可使测定时流过电池的电流接近无限小,从而可以准确地测定电池的电动势。 可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为e+,负极电势为e-,则电池电动势 E = e+ - e-。 电极电势的绝对值无法测定,手册上所列的电极电势均为相对电极电势,即以标准氢电极作为标准,规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池,所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便,常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测岀,具体的电极电位可参考相关文献资料。

液体饱和蒸气压的测定_物化实验报告

物理化学实验(B) 实验报告 【实验名称】B.5 液体饱和蒸气压的测定 【】J.N 【班级】第4小组 【学号】 【组编号】5号 【实验日期】2015年5月11日 【室温】24.1 ℃ 【大气压】100.11 kPa 【摘要】 本实验通过静态法测得CCl4的lg(p pθ )与T的关系为 lg(p p )=?1709.9 T +4.9078,平均摩尔汽化热为3.274×104 J?mol?1, 气化熵为93.87 J?mol?1?K?1。通过动态法测得水的lg(p p ) 与T的关系为lg(p pθ)=?2078.7 T +5.5792,平均摩尔汽化热为3.980× 104 J?mol?1,气化熵为106.7 J?mol?1?K?1。温度读数的不准确对实验的误差极小,实验误差的主要是由于静态法中肉眼判断液面平衡的不准确性以及动态法中金属测温探头在沸腾过程中并非一端位于液面下一端位于液面上等因素所引起的。

一、实验部分 1.主要仪器药品和设备 1.1 主要药品 CCl4、二次水等 1.2 主要仪器 数字式温度-压力测定仪,循环水流泵,1/10刻度温度计,电磁搅拌器,电加热器,两口圆底烧瓶,真空缓冲瓶,安全瓶,直形冷凝管,搅拌磁子,真空脂,冷凝水循环系统 2.实验步骤 2.1 静态法测定饱和蒸气压 2.1.1 仪器装置 1-盛水大烧杯, 2-温度计,3-搅拌, 4-平衡管,5-冷凝管, 6-开口U型水银压 力计,7-缓冲瓶,8- 进气活塞,9-抽气活 塞,10-放空活塞, 11-安全瓶,12、13- 橡皮管,14-三通活 塞。 实际仪器略有 差异,压力温度数值 从温度-压力测定仪 中读出。 平衡管中加入 CCL4至容量的2/3. 2.1.2 检验气密性 打开油泵,再开缓冲瓶上连接油泵的活塞,使体系压力减少50 kPa。关闭活塞,若5 min压强变化少于0.3 kPa,则装置气密性良好。 2.1.3 测大气压下沸点 使体系与大气相通,水浴加热至78 ℃,停止加热不断搅拌。当b、c液面达到同一水平时,立即记下此时的温度和大气压力。重复测定,若连续两次测定沸点差小于0.05 ℃,则空气已排净,此时温度即为大气压下沸点。 2.1.4 测定不同压强下沸点 关闭通往大气的活塞。先开由泵,再开连油泵的活塞,使体系减压约6.7 kPa。关闭接油泵活塞,搅拌,至b、c液面达到同一水平时,立即记下此时的温度和大气压力。继续减压,测定其沸点。至压力差为50 kPa,结束实验,读大气压力。2.1.5 整理仪器 打开所有活塞,关闭搅拌器、温度-压力测定仪、冷凝水进出口及油泵开关,

原电池电动势的测定实验报告

实验九 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1.测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2.学会几种电极的制备和处理方法。 3.掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中,正极起还原反应,负极起氧化反应,电池内部还可以发生其它反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: G nFE ?=- (9-1) 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中得失电子的数目;F 为法拉第常数(其数值为965001C mol -?);E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后,进而又可求出其它热力学函数。但必须注意,测定电池电动势时,首先要求电池反应本身是可逆的,可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆; (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界; (3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时,为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能测定出两个电极的电势,就

可计算得到由它们组成的电池的电动势。由(9-1)式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为: 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“|”代表固相(Zn 或Cu )和液相(4ZnSO 或4CuSO )两相界面;“‖”代表连通两个液相的“盐桥”;1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时, 负极起氧化反应: { }22() ()2Zn Zn s Zn a e ++-+ 正极起还原反应: 22()2()Cu Cu a e Cu s ++-+ 电池总反应为: 2222()()()()Cu Zn Zn s Cu a Zn a Cu s ++++++ 电池反应的吉布斯自由能变化值为: 22ln Cu Zn Zn Cu a a G G RT a a ++?=?- (9-2) 上述式中G ?为标准态时自由能的变化值;a 为物质的活度,纯固体物质的活度等于1,即1Cu Zn a a ==。而在标态时,221Cu Zn a a ++==,则有: G G nFE ?=?=- (9-3) 式中E 为电池的标准电动势。由(9-1)至(9-1)式可得: 22ln Zn Cu a RT E E nF a + + =- (9-4) 对于任一电池,其电动势等于两个电极电势之差值,其计算式为: E ??+-=- (9-5) 对铜-锌电池而言 22,1 ln 2Cu Cu Cu RT F a ??+ + += - (9-6) 22,1 ln 2Zn Zn Zn RT F a ??+ + -= - (9-7) 式中2,Cu Cu ? +和2,Zn Zn ?+是当221Cu Zn a a ++==时,铜电极和锌电极的标准电极电势。 对于单个离子,其活度是无法测定的,但强电解质的活度与物质的平均质量摩尔浓度和

物理化学实验报告-溶解热的测定

物理化学实验报告 溶解热的测定 实验时间:2018年4月日 姓名:刘双 班级: 学号: 1.实验目的 (1)了解电热补偿法测量热效应的基本原理。 (2)用电热补偿法测定硝酸钾在水中的积分溶解热,通过计算或者作图求出硝酸钾在水中的微分溶解热、积分冲淡热和微分冲淡热。 (3)掌握微机采集数据、处理数据的实验方法和实验技术。 2.实验原理 物质溶解于溶剂过程的热效应称为溶解热,物质溶解过程包括晶体点阵的破坏、离子或分子的溶剂化、分子电离(对电解质而言)等过程,这些过程热效应的代数和就是溶解过程的热效应,溶解热包括积分(或变浓)溶解热和微分(或定浓)溶解热。把溶剂加到溶液中使之稀释,其热效应称为冲淡热。包括积分(或变浓)冲淡热和微分(或定浓)冲淡热。 溶解热Q:在恒温、恒压下,物质的量为n2的溶质溶于物质的量为n1的溶剂(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应。 积分溶解热Qs:在恒温、恒压下,1mol溶质溶于物质的量为n1的溶剂中产生的热效应。 微分溶解热(eQ en2)n 1 :在恒温、恒压下,1mol溶质溶于某一确定浓度的无限量的溶液中 的热效应。 冲淡热:在恒温、恒压下,物质的量为n1的溶剂加入到某浓度的溶液中产生的热效应。 积分冲淡热Q d:在恒温、恒压下,把原含1mol溶质和n02mol溶剂的溶液冲淡到含溶剂为n01mol时的热效应,为某两浓度的积分溶解热之差。 微分冲淡热eQ en1n 2或eQ S en0n 2 :在恒温、恒压下,1mol溶剂加入到某一确定浓度的无限 量的溶液中产生的热效应。 它们之间的关系可表示为:

dQ=eQ 1n 2 dn1+ eQ 2n 1 dn2 上式在比值n1 n2 恒定下积分,得: Q=eQ en1 n2 n1+ eQ en2 n1 n2 Q n2=Q s,令:n1 n2 =n0,则有: ?Q ?n1 = ?(n2Q s ?n2n0 =( ?Q s ?n0 ) Q d=Q s n01?Q s n02 其中积分溶解热Q s可以直接由实验测定,其他三种可以由Q s?n0曲线求得。 欲求溶解过程中的各种热效应,应先测量各种浓度下的的积分溶解热。可采用累加的方法,先在纯溶剂中加入溶质,测出热效应,然后再这溶液中再加入溶质,测出热效应,根据先后加入的溶质的总量可计算出n0,而各次热效应总和即为该浓度下的溶解热。本实验测量硝酸钾溶解在水中的溶解热,是一个溶解过程中温度随反应的进行而降低的吸热反应,故采用电热补偿法测定。先测定体系的初始温度T,当反应进行后温度不断降低时,由电加热法使体系复原到起始温度,根据所耗电能求出热效应Q。 3.仪器和试剂 反应热测量数据采集接口装置: NDRH-1型,温度测量范围0~40℃,温度测量分辨率0.001℃,电压测量范围0~20V,电压测量分辨率0.01V,电流测量范围0~2A,电流测量分辨率0.01A。 精密稳流电源:YP-2B型。 微机、打印机。 量热计(包括杜瓦瓶,搅拌器,加热器,搅拌子)。 称量瓶8只,毛笔,研钵。 硝酸钾(A.R.) 4.实验操作 (1)取8个称量瓶,分别编号。 (2)取KNO3于研钵中,研磨充分。 (3)分别称量约 2.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0、4.0、4.5g 研磨后的硝酸钾,放入 8 个称量瓶中,并精确称量瓶子与药品的总质量。记录下所称量的数据。 (4)使用0.1g精度的天平称量216.2g的去离子水,放入杜瓦瓶中,将杜瓦瓶放在磁力搅

原电池电动势的测定与应用物化实验报告

原电池电动势的测定及热力学函数的测定 一、实验目的 1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法; 2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法; 3) 加深对可逆电池,可逆电极、盐桥等概念的理解; 4) 了解可逆电池电动势测定的应用; 5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池,测定其在不同温度下的电动势值,计算电池 反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。 二、实验原理 1.用对消法测定原电池电动势: 原电池电动势不能能用伏特计直接测量,因为电池与伏特计连接后有电流通过,就会在电极上发生生极化,结果使电极偏离平衡状态。另外,电池本身有内阻,所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势,只能在无电流通过电池的情况下进行,因此,采用对消法。对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源,这样待测电池中没有电流通过,外加电源的大小即等于待测电池的电动势。 2.电池电动势测定原理: Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式,正极银电极的电极电位: 其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+ t ?;而+ ++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1 ln a F RT ?? 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值,故其电极电位只与温度有关,其关系式: φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25) 而电池电动势 饱和甘汞理论—??+=Ag /Ag E ;可以算出该电池电动势的理论值。与测定值 比较即可。 3.电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S : 如果原电池内进行的化学反应是可逆的,且电池在可逆条件下工作,则此电池反应在定温定

原电池电动势的测定实验报告

实验九原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1.测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。 2.学会几种电极的制备和处理方法。 3.掌握SDC-Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中,正极起还原反应,负极起氧化反应,电池内部还可以发生其它反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: G nFE ?=-(9-1) 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量;n为电极反应中得失电子的数目;F为法拉第常数(其数值为965001 ?);E为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E后,进而 C mol- 又可求出其它热力学函数。但必须注意,测定电池电动势时,首先要求电池反应本身是可逆的,可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆; (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界; (3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时,为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,采用电位计 测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能测定出两个电极的电势,就

可计算得到由它们组成的电池的电动势。由(9-1)式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为: 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“|”代表固相(Zn 或Cu )和液相(4ZnSO 或4CuSO )两相界面;“‖”代表连通两个液相的“盐桥”;1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时, 负极起氧化反应: { }22()()2Zn Zn s Zn a e ++ - + 正极起还原反应: 22()2()C u C u a e C u s + +- + 电池总反应为: 2222()()()()C u Zn Zn s C u a Zn a C u s ++++ ++ 电池反应的吉布斯自由能变化值为: 22ln C u Zn Zn C u a a G G RT a a ++?=?- (9-2) 上述式中G ? 为标准态时自由能的变化值;a 为物质的活度,纯固体物质的活度等于1,即1Cu Zn a a ==。而在标态时,221C u Zn a a + +==,则有: G G nFE ?=?=- (9-3) 式中E 为电池的标准电动势。由(9-1)至(9-1)式可得: 22ln Zn C u a R T E E nF a ++ =- (9-4) 对于任一电池,其电动势等于两个电极电势之差值,其计算式为: E ??+-=- (9-5) 对铜-锌电池而言 22,1ln 2C u C u C u RT F a ??+ ++=- (9-6) 22,1ln 2Zn Zn Zn RT F a ??+ + -=- (9-7) 式中2,Cu Cu ?+ 和2,Zn Zn ?+ 是当221C u Zn a a + +==时,铜电极和锌电极的标准电极电势。 对于单个离子,其活度是无法测定的,但强电解质的活度与物质的平均质量摩尔浓度和

凝固点-物化实验报告

实验7 凝固点降低法测定摩尔质量 姓名:憨家豪;学号:2012012026;班级:材23班;同组实验人员:赵晓慧 实验日期:2014-3-8;提交报告日期:2014-3-15 带实验的助教姓名:袁斌 1. 引言 1.1 实验目的 1.用凝固点降低法测定尿素的摩尔质量。 2.学会用步冷曲线对溶液凝固点进行校正。 3.通过本实验加深对稀溶液依数性的认识。 1.2 实验原理 稀溶液具有依数性,凝固点降低是依数性的一种表现,它与溶液质量摩尔浓度的关系为: *×f f f f B T T T K b ?=-= 式中:f T ?为凝固点降低值,* f T 、f T 分别为纯溶剂、溶液的凝固点,B b 为溶液质量摩尔浓度,f K 为凝固点降低常数,它只与所用溶剂的特性有关。如果稀溶液是由质量为B m 的溶质溶于质量为A m 的溶剂中而构成,则上式可写为: 1000× ×B f f A m T K M m ?= 即 310B f f A m M K T m =? 式中: f K 为溶剂的凝固点降低常数(单位为K ·kg ·mol -1 );M 为溶质的摩尔质量(单位为g ·mol -1 )。 如果已知溶液的f K 值,则可通过实验测出溶液的凝固点降低值 f T ?,利用上式即可求出溶质的摩尔质量。 常用溶剂的f K 值见下表1。 表1 常用溶剂的f K 值

实验中,要测量溶剂和溶液的凝固点之差。对于纯溶剂如图1所示,将溶剂逐渐降低至过冷(由于新相形成需要一定的能量,故结晶并不析出),温度降低至一定值时出现结晶,当晶体生成时,放出的热量使体系温度回升,而后温度保持相对恒定。对于纯溶剂来说,在一定压力下,凝固点是固定不变的,直到全部液体凝固成固体后才会下降。相对恒定的温度即为凝固点。 对于溶液来说,除温度外还有溶液浓度的影响。当溶液温度回升后,由于不断析出溶剂晶体,所以溶液的浓度逐渐增大,凝固点会逐渐降低。因此,凝固点不是一个恒定的值。如把回升的最高点温度作为凝固点,这时由于已有溶剂晶体析出,所以溶液浓度已不是起始浓度,而大于起始浓度,这时的凝固点不是原浓度溶液的凝固点。要精确测量,应测出步冷曲线,按图1(b )所示方法,外推至f T 校正。 图1 溶剂和溶液的步冷曲线 2. 实验操作 2.1 实验用品、仪器型号及测试装置示意图 SWC-IID 精密数字温度温差仪、冷阱、大试管、移液管(25 mL )、85-2型恒温磁力搅拌器、DC-2010节能型智能恒温槽、分析天平。 去离子水,尿素(分析纯)。 测试装置示意图(如下)

实验一原电池电动势测定

实验一 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1.测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2.学会几种电极的制备和处理方法。 3.掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中,正极起还原反应,负极起氧化反应,电池内部还可以发生其它反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: G nFE ?=- (9-1) 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中得失电子的数目;F 为法拉第常数(其数值为965001C mol -?);E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后,进而又可求出其它热力学函数。但必须注意,测定电池电动势时,首先要求电池反应本身是可逆的,可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆; (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界; (3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时,为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由(9-1)式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为: 符号“|”代表固相(Zn 或Cu )和液相(4ZnSO 或4CuSO )两相界面;“‖”

大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定

纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为1atm (101.325kPa )时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示: 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δvap H m 可以近似作为常数,积分上式,得: C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为 R H m vap ?- ,由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图1所示: 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压

【实验报告】原电池电动势的测定实验报告

原电池电动势的测定实验报告 实验目的 1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术 2.学会几种电极和盐桥的制备方法 3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势 实验原理 凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。 可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆;(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,即测量时通过电池的电流应为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法,可使测定时流过电池的电流接近无限小,从而可以准确地测定电池的电动势。 可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为φ+,负极电势为φ-,则电池电动势E = φ+ - φ- 。 电极电势的绝对值无法测定,手册上所列的电极电势均为相对电极电势,即以标准氢电极作为标准,规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池,所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便,常

用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出,具体的电极电位可参考相关文献资料。 以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池,测定电池的电动势,根据甘汞电极的电极电势,可推得这两个电极的电极电势。 仪器和试剂 SDC-II型数字式电子电位差计,铜电极,锌电极,饱和甘汞电极,0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液,0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液,饱和KCl 溶液。 实验步骤 1. 记录室温,打开SDC-II型数字式电子电位差计预热5 分钟。将测定旋钮旋到“内标”档,用1.00000 V电压进行“采零”。 2. 电极制备:先把锌片和铜片用抛光砂纸轻轻擦亮,去掉氧化层,然后用水、蒸馏水洗净,制成极片。 3. 半电池的制作:向两个50 mL 烧杯中分别加入1/2 杯深0.1000 mol?L-1 CuSO4 溶液和0.1000 mol?L-1 ZnSO4 溶液,再电极插入电极管,打开夹在乳胶管上的弹簧夹,将电极管的尖嘴插入溶液中,用洗耳球从乳胶管处吸气,使溶液从弯管流出电极管,待电极一半浸没于溶液中时,用弹簧夹将胶管夹住,提起电极管,保证液体不会漏出电极管,如有滴漏,检查电极是否插紧。 4. 原电池的制作:向一个50 mL 烧杯中加入约1/2 杯饱和氯化钾溶液,将制备好的两个电极管的弯管挂在杯壁上,要保证电极管尖端上没有气泡,以免电池断路。

物理化学实验报告.

《大学化学基础实验2》实验报告 课程:物理化学实验 专业:环境科学 班级: 学号: 学生姓名:邓丁 指导教师:谭蕾 实验日期:5月24日

实验一、溶解焓的测定 一、实验名称:溶解焓的测定。 二、目的要求:(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。 (2)掌握作图外推法求真实温差的方法。 三、基本原理: 盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程:一是晶格的破坏,为吸热过程;二是离子的溶剂化,即离子的水合作用,为放热过程。溶解焓则是这两个过程热效应的总和,因此,盐类的溶解过程最终是吸热还是放热,是由这两个热效应的相应大小所决定的。影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。热平衡式: △sol H m=-[(m1C1+m2C2)+C]△TM/m2 式中, sol H m 为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓, J·mol , m1 , m2 分别为水和溶质的质量, M 为溶质的摩尔质量,kg·mol -1 ;C1 ,C 2 分别为溶剂水, kg; 溶质的比热容,J·kg -1;T 为溶解过程中的真实温差,K;C 为量热计的热容, J·K- 1 ,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质 KCl 的 T ,标定出量热计热容 C 的值. 四、实验主要仪器名称: NDRH-2S型溶解焓测定实验装置1套(包括数字式温度温差测量仪1台、300mL简单量热计1只、电磁搅拌器1台);250mL容量瓶1个;秒表1快;电子 ;蒸馏水 天平1台;KCl;KNO 3 五、实验步骤: (1)量热计热容 C 的测定 ( 1 ) 将仪器打开 , 预热 . 准确称量 5.147g 研磨好的 KCl , 待用 . n KCl : n水 = 1: 200 (2)在干净并干燥的量热计中准确放入 250mL 温室下的蒸馏水,然后将温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变化基本稳定后,读取水的温度 T1 ,作为基温. (3)同时, 每隔30s就记录一次温差值,连续记录8 次后, 将称量好的 5.174g KCl 经漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔 30s记录一次温度的数值,记录 8 次即可停止. (4)测出量热计中溶液的温度,记作 T2 .计算 T1 , T2 平均值,作为体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计. KNO3 熔解热的测定:标准称量 3.513g KNO3 ,代替 KCl 重复上述操作.

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定.docx

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测 定 篇一:原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1) 实验报告 课程名称:大学化学实验p实验类型:中级化学实验实验项目名称:原电池电动势的测定 同组学生姓名:无指导老师冷文华 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、实验材料与试剂(必填)四、实验器材与仪器(必填)五、操作方法和实验步骤(必填)六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析(必填)八、讨论、心得 一、实验目的和要求 用补偿法测量原电池电动势,并用数学方法分析二、实验原理: 补偿法测电源电动势的原理: 必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势,因为有电流通过电极时,极化作用的存在将无法测得可逆电动势。 为此,可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势,使电路中没有电流通过,这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势e。 如图所示,电位差计就是根据补偿法原理的,它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。 ① 工作电流电路:首先调节可变电阻rp,使均匀划线ab上有一定的电势降。 ② 标准回路:将变换开关sw合向es,对工作电流进行标定。借助调节rp 使得ig=0来实现es=uca。③ 测量回路:sw扳回ex,调节电势测量旋钮,直到ig=0。读出ex。 uj-25高电势直流电位差计: 1、转换开关旋钮:相当于上图中sw,指在n处,即sw接通en,指在x1,即接通未知电池ex。 2、电计按钮:原理图中的k。 3、工作电流调节旋钮:粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻rp。

-1-2-3-4-5-6 4、电势测量旋钮:中间6只旋钮,×10,×10,×10,×10,×10,×10,被测电动势由此 示出。 三、仪器与试剂: 仪器:电位差计一台,惠斯登标准电池一只,工作电源,饱和甘汞电池一支,银—氯化银电极一支,100ml容量瓶5个,50ml滴定管一支,恒温槽一套,饱和氯化钾盐桥。 -1 试剂:0.200mol·lkcl溶液 四、实验步骤: 1、配制溶液。 -1-1-1-1 将0.200 mol·l的kcl溶液分别稀释成0.0100 mol·l,0.0300 mol·l,0.0500 mol·l,0.0700 -1-1 mol·l,0.0900 mol·l各100ml。 2、根据补偿法原理连接电路,恒温槽恒温至25℃。 3、将转换开关拨至n处,调节工作电流调节旋钮粗。中、细,依次按下电计旋钮粗、细,直至检流计 示数为零。 4、连好待测电池,hg |hg2cl2,kcl(饱和)‖kcl(c)|agcl |ag 5、将转换开关拨至x1位置,从大到小旋转测量旋钮,按下电计按钮,直至检流计示数为零为止,6个 小窗口的读数即为待测电极的电动势。 -1-1-1-1 6、改变电极中c依次为0.0100 mol·l,0.0300 mol·l,0.0500 mol·l,0.0700 mol·l,0.0900 -1 mol·l,测各不同浓度下的电极电势ex。

燃烧热物化实验报告

燃烧热的测定 姓名:憨家豪学号:2012012026 班级:材23 同组人:赵晓慧 实验日期:2014年4月19日提交报告日期:2014年4月20日 实验老师姓名:郭勋 1 引言 1.1实验目的 (1)熟悉弹式量热计的原理、构造及使用方法; (2)明确恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系; (3)掌握温差测量的实验原理和技术; (4)学会用雷诺图解法校正温度改变值; 1.2实验原理 在指定温度及一定压力下,1 mol物质完全燃烧时的定压反应热,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧热,记作△c H m。通常,完全燃烧是指C→CO2(g),H2→H2O(l),S→SO2(g),而N、卤素、银等元素变为游离状态。由于在上述条件下△H=Q p,因此△c H m也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。 在实际测量中,燃烧反应在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行),这样直接测得的是反应的恒容热效应Q v(即燃烧反应的△c U m)。若反应系统中的气体均为理想气体,根据热力学推导,Q p和Q v的关系为 Q P=Q V+?nRT(1)式中:T——反应温度,K; ?n——反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差; R——摩尔气体常数。

通过实验测得Q V值,根据上式就可计算出Q P,即燃烧热的值。 测量热效应的仪器称作量热计。量热计的种类很多。一般测量燃烧热用弹式量热计。本实验所用量热计和氧弹结构如图2-2-1和图2-2-2所示。实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。同时,还对内水桶的外表面进行了电抛光。这样,内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成一个绝热体系。 弹式量热计的基本原理是能量守恒定律。样品完全燃烧所释放的能量使得氧弹本身及

《测定电池的电动势和内阻》实验报告范例

测定电池的电动势和内阻 日期: 年 月 日 实验小组成员: 【实验目的】 1.掌握测定电池电动势和内阻的方法; 2.学会用图象法分析处理实验数据。 【实验原理】 1.如图1所示,当滑动变阻器的阻值改变时,电路中路端电压和电流也随之改变.根据闭合电路欧姆定律,可得方程组: r r 2211I U I U +=+=εε。 由此方程组可求出电源的电动势和内阻 2 11 221I I U I U I --= ε,2112I I U U r --=。 2.以I 为横坐标,U 为纵坐标,用测出的几组U 、I 值画出U -I 图象,将所得的直线延长,则直线跟纵轴的交点即为电源的电动势值,图线斜率的绝对值即为内阻r 的值;也可用直线与横轴的交点I 短与ε求得短 I r ε =。 【实验器材】 干电池1节,电流表1只(型号: ,量程: ),电压表1只(型号: ,量程: ),滑动变阻器1个(额定电流 A ,电阻 Ω),开关1个,导线若干。 【实验步骤】 1.确定电流表、电压表的量程,按电路图连接好电路。 图1 实验电路图

2.将滑动变阻器的阻值调至最大。 3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录电流表和电压表的示数。 4.用与步骤3同样的方法测量并记录6-8组U、I值. 5.断开开关,整理好器材。 6.根据测得的数据利用方程求出几组ε、r值,最后算出它们的平均值。 7.根据测得的数据利用U-I图象求得ε、r。 【数据记录】 表1 电池外电压和电流测量数据记录 【数据处理】 1.用方程组求解ε、r 表2 电池的电动势ε和内阻计r算记录表 2.用图象

法求出ε、r(画在下面方框中) 图2 电池的U-I图象 【实验结论】 由U-I图象得:电池的电动势ε= V,r= Ω。 【误差分析】 1.系统误差 以实验电路图1进行原理分析。根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,本实验电路中电压表的示数是准确的,而电流表的示数比通过电源的实际电流小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差,滑动变阻器R的阻值应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。

原电池电动势的测定及其应用实验报告

原电池电动势的测定及其应用实验报告 林传信 高分子101 12 一、实验目的 1、理解电极、电极电势、电池电动势、可逆电池电动势的意义 2、掌握用对消法测定电池电动势的基本原理和数字式电子电位差计的使用方法 3、学会几种电极和盐桥的制备方法 二、对消法侧电动势的基本原理: 测量电动势只能在无电流通过电池的情况下进行,因此需要用对消法(补偿法)来测定电 动势。对消法测定电动势就是在所研究的电池的外电路上加一个方向相反的电压。当两者 相等时,电路的电流为零(通过检流计指示)。对消法测电动势常用的仪器为电位差计, 其简单原理如图所示 A C A C E E X S 12= 电极电势的测定原理: 原电池是化学能转变为电能的装置,在电池放电反应中,正极(右边)起还原反应,负极起 氧化反应。电池的电动势等于组成的电池的两个电极电位的差值。即: E= +?—-?=右?—左? 氧化还原αα??θ ln ZF RT -=-+ 氧化 还原αα??θ ln _ZF RT -=- R=?11--?K mol F=96500C α 为参与电极反应的物质的活度。纯固体物质的活度为1。 浓差电池: 一种物质从高浓度(或高压力)状态向低浓度(或低压力)状态转移,从而产生电动势,而 这种电池的标准电动势为零。 三、电池组合: ⑴Hg Cl g KCl L mol ZnSO Zn 224H )()1.0(饱和 ⑵Cu L mol KCl Cl Hg Hg )(饱和0.1CuSO )(422 ⑶Cu L mol SO Cu L mol ZnSO Zn )1.0()1.0(44

⑷Cu L mol CuSO Cu L mol CuSO )1.0()01.0(44 四、数据处理 实验室温度T= 标准电动势Es= 电池电极电动势: 五、误差分析 在较长的电极电势测量过程中,工作回路中电流发生变化,导致测量误差 部分电解质溶液在测量过程中发生电解,浓度变化影响测量的结果

物化实验报告册

《物理化学实验》 报告册 —学年第学期 专业: 班级: 姓名: 学号:

物理化学实验是继无机化学实验、分析化学实和有机化学实验之后的一门基础实验课。综合了化学领域中各分支所需的基本研究工具和方法,通过实验的手段,研究物质的物理化学性质以及这些物理化学性质与化学反应之间的关系,从而形成规律的认识,使学生掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技术,以培养学生分析问题和解决问题的能力。 物理化学实验的主要目的是使学生能够掌握物理化学实验的基本方法和技能,从而能够根据所学原理设计实验,正确选择和使用仪器,培养学生正确地观察现象,记录数据和处理数据以及分析式样结果的能力;培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和作风;通过物理化学实验课程的教学还可以验证所学的原理,加深和巩固对物理化学原理的理解,提高学生对物理化学知识灵活运用的能力。 为了达到上述目的,必须对学生进行正确而严格的基本操作训练,并提出明确的要求。实验过程中的具体要求分为以下三个方面: 一、实验前的预习 1.实验前必须充分预习,明确实验内容和目的,掌握实验的基本原理,了解所用仪器、仪表的构造和操作规程,熟悉实验步骤,明确实验要测量的数据并做好实验记录。 2.写出预习报告,内容包括实验目的、原理和简单的实验内容提要,针对实验时要记录的数据详细地设计一个原始数据记录表格,预习报告在实验前交教师检查。 二、实验过程 1.进入实验室后不得大声喧哗和乱摸乱动,根据教师安排按实验台编号进入到指定的实验台,检查核对所需仪器。 2.不了解仪器使用方法前不得乱试,不得擅自拆卸仪器。仪器安装调试好后,必须经教师检查无误后方能进行实验。 3.遇有仪器损坏,应立即报告,检查原因,并登记损坏情况。 4.严格按实验操作规程进行,不得随意改动,若确有改动的必要,事先应取得教师的同意。5.应注意养成良好的记录习惯。记录数据要求完全,准确.、整齐、清楚。所有数据应记录在预习报告上,不能只拣好的记,不得用铅笔或红笔记录。要采用表格形式记录数据。不能随意涂改数据。如发现某个数据有问题应该舍弃时,可用笔先将其划掉,再写出正确数据。6.充分利用实验时间,观察现象,记录数据,分析和思考问题,提高学习效率。 7.实验完毕,应将数据交教师审查合格并签字后,再拆实验装置,如数据不合格需补做或重做。 8.实验过程中应爱护仪器,节约药品。实验完毕后应仔细清洗和整理实验仪器,打扫实验室卫生。 三、实验报告 实验结束后,应严格地根据实验记录,对实验现象作出解释,写出有关反应,或根据实验数据进行处理和计算,作出相应的结论,并对实验中的问题进行讨论,独立完成实验报告,及时交指导教师审阅。书写实验报告应字迹端正,简明扼要,整齐清洁。

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