电池电动势的测定及其应用

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电池电动势的测定及其应用讲解

电池电动势的测定及其应用讲解
(2)凝胶法
称取琼脂1g放入50mL饱和KNO3溶液中,浸 泡片刻,再缓慢加热至沸腾,待琼脂全部溶解后 稍冷,将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中,从管的 上口将溶液吸满(管中不能有气泡),保持此充满 状态冷却到室温,即凝固成冻胶固定在管内。取 出擦净备用。
Ⅳ、实验步骤
3.电动势的测定
(1)按有关电位差计附录,接好测量电路。 (2)据有关标准电池的附录中提供的公式, 计算室温下的标准电池的电动势。 (3)据有关电位差计附录提供的方法,标定 电位差计的工作电流。 (4)分别测定下列六个原电池的电动势。
Ⅱ、实验原理
5.测定溶液的pH值
利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池, 即可从电池电动势算出溶液的pH值,常用指示电极 有:氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极。今讨论醌氢 醌(Q·QH2)电极。Q·QH2为醌(Q)与氢醌(QH2)等摩尔 混合物,在水溶液中部分分解。
它在水中溶解度很小。 将待测pH溶液用Q.QH2饱和后, 再插入一只光亮Pt电极就构成 了Q·QH2电极,可用它构成如 下电池:
Ⅱ、实验原理
3.求铜电极(或银电极)的标准电极电势 对铜电极可设计电池如下:
Hg(l)-Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)‖CuSO4(0.1000mol·kg-1)|Cu(s)
(-)甘汞电极的反应为: 2Hg+2Cl-→Hg2Cl2+2e (+)铜电极的反应为: Cu2+ + 2e → Cu 电池反应: 2Hg+ Cu2+ + 2Cl-→Hg2Cl2+ Cu
Ⅳ、实验步骤
1.电极的制备
(1)银电极的制备 将欲镀之银电极两只用细砂纸轻轻打磨至露出
新鲜的金属光泽,再用蒸馏水洗净。将欲用的两只 Pt电极浸入稀硝酸溶液片刻,取出用蒸馏水洗净。

物化实验报告电池电动势的测定及其应用

物化实验报告电池电动势的测定及其应用

物化实验报告电池电动势的测定及其应用
一、实验目的
1.学习和掌握电池电动势的测定原理。

2.掌握配制电池电解液的方法。

3.掌握电池电动势的应用。

二、实验原理
电池电动势是一种原子尺度上发生的势能,它是由电池电解质本身引起的力,由阴、阳极及电解质联合而成。

当它处于静止状态时,电池内部的电解质有特定的分布,并在这个分布状态下,具有一定的势能,这就是电池电动势。

实验中使用的电解质为硝酸铵和乙酸,电池的构造为硝酸铵(阴极)+银/银离子(阳极)。

两个电极分别在不同的溶液中,在实验条件下,通过电池的电解,在一定的条件下,将会发生电解反应:
阴极:2NH4NO3(aq)→2NH4+(aq)+2NO3-(aq)
阳极:2Ag+(aq)→2Ag(s)+2e-
两个反应路径相互影响,使得阴极的电解质离子浓度比阳极的电解质离子浓度低。

由于阴极电解质迁移到阳极,因此电池内部产生电势,从而产生电能。

三、实验步骤
1.准备实验药品:用适量的硝酸铵、乙酸及银离子溶液,准备实验所需的电解液。

2.配制电解液:将硝酸铵和乙酸按照比例混合,然后在其中加入银离子溶液,搅拌均匀即可得到电解液。

3.连接电池:将电解液填满电池双极夹。

电池电动势的测定及应用实验报告

电池电动势的测定及应用实验报告

电池电动势的测定及其应用一、实验目的:1.了解对消法测定电池电动势的原理;2.掌握电动势测定难溶物溶度积(SP K )的方法;3.掌握常用参比电极银一氯化银电极的制备方法。

二、实验原理:电池由两个半电池组成(半电池包括一个电极和相应的电解质溶液),当电池放电时,进行氧化反应的是负极,进行还原反应的是正极。

电池的电动势就是通过电池的电流趋近于零时两极之间的电位差。

它可表示成:-+-=E E E式中+E 、-E 分别表示正、负电极的电位。

当温度、压力恒定时,电池的电动势E (或电极电位+E 、-E )的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。

电极电位与有关离子活度之间的关系可以由Nernst 方程表示:B B B a zFRT E E υθ∏-=ln (16-1) 式中:z 为电池反应的转移电子数,B υ为参加电极反应的物质B 的化学计量数,产物B υ为正,反应物B υ为负。

本实验涉及的两个电池为:(1)(一)Ag (s ),AgCl (s )│KCl (0.0200 mol·L -1)││AgNO 3(0.0100 mol·L -1)│Ag (s )(+)(2)(一)Hg (l ),Hg 2Cl 2(s )│KCl (饱和)││AgNO 3(0.0100 mol·L -1)│Ag (s )(+)在上述电池中用到的三个电极是:(1) 银电极:电极反应:Ag e L mol Ag →+⋅-+)01.0(1(16-2)}{}{++=++Ag a FRT Ag Ag E Ag Ag E ln //θ 其中: }{)25(00097.07991.0/--=+t Ag Ag E θV式中:t 为摄氏温度(下同),(2) 甘汞电极:电极反应:)(2)(22)(2--+→+Cl a Cl l Hg e s HgCl (16-3){}}{--=Cl a F RT Hg s Cl Hg E Hg s Cl Hg E ln /)(/)(2222θ 对于饱和甘汞电极,温度一定时,-Cl a 为定值,因此饱和甘汞电极电位与温度有关,其关系式为:}{)25(00065.02415.0/)(22--=t Hg s Cl Hg E V(3) 银—氯化银电极电极反应)()('--+=+Cl a Cl Ag e s AgCl (16-4)根据溶度积关系式sp Cl Ag K a a =⋅-+''得 'ln }/{}/)({++=+Ag a FRT Ag Ag E Ag s AgCl E θ 'ln }/{-+=+Cl sp a K F RT Ag Ag E θ 'ln ln }/{--+=+Cl sp a FRT K F RT Ag Ag E θ 'ln }/)({--=Cl a FRT Ag s AgCl E θ (16-5) 式中:)25(000645.02224.0ln }/{}/)({--=+=+t K FRT Ag Ag E Ag s AgCl E SP θθ V 由上式可见,利用Nernst 关系式可求得难溶盐的溶度积常数,为此我们将(16-2)、(16-4)两个电极连同盐桥组成电池(Ⅰ),其电动势可表示为:-+-=E E E=}{}{Ag s AgCl E Ag Ag E /)(/-+=)ln ln }/{(ln }/{-+'-+-+++cl SP Ag a FRT K F RT Ag Ag E a F RT Ag Ag E θθ =)ln(ln -+'⋅+-cl Ag SP a a FRT K F RT 整理得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅'⋅=-+RT EF a a K cl Ag SP ex p (16-6) 因此,给定电池(I)中左右半电池活度'-Cl a 和+Ag a ,若测得电池(I )的电动势,依上式即可求出AgCl 的溶度积常数。

原电池电动势测定及应用

原电池电动势测定及应用

原电池电动势测定及应用原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。

常见的原电池有干电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池等。

原电池的电动势是指,在电池内部两个不同电极材料之间,由于电化学反应而产生的电压差。

电动势越大,电池的输出电流和电能就越大,电池的性能也就越好。

本文将介绍原电池电动势的测定方法和其应用。

1. 理论计算法原电池电动势可通过化学反应式计算。

例如,在铅酸蓄电池中,反应式为Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O,化学反应式中所涉及的各元素的标准电极电势都是可以测定的。

因此,可以通过这些标准电极电势,计算出铅酸蓄电池的电动势。

2. 电位差法电位差法是通过将原电池与标准电池相比较,从而测定原电池电动势的一种方法。

假设现在要测量一个铅酸蓄电池的电动势,可以将该电池的电极接到标准氢电极上,并将另一电极与标准铜电极相连。

然后通过电桥法或伏安法测出两电极之间的电位差,从而计算出原电池的电动势。

3. 外施电势法外施电势法是一种直接测量原电池电动势的方法。

首先将原电池的电极接到电阻上,然后将其另一端连接到外部电源的正极上,使得原电池与外部电源并联。

通过调节外部电源的电势差,使得原电池电路中的电流为0,此时外部电源的电势差即为原电池的电动势。

原电池电动势的测定方法可以应用于电池的性能评估、研究和开发。

在电池的生产过程中,需要对电池电动势进行测定,以保证电池的性能能够满足设计要求。

在电池的研究和开发中,电动势的测定可以帮助研究人员评估不同电化学反应条件下的原电池电动势,从而优化电池的性能,提高其效率和能量密度。

在实际应用中,原电池的电动势可以用于驱动电子元件和机械设备等。

例如,在闪光灯中,闪光灯电路中的闪光灯管需要较高的电压来激发气体放电,电动势较高的铅酸蓄电池可以满足这个要求。

在无线传感器网络中,原电池电动势可以用来提供稳定的电源,使得传感器节点能够长时间工作。

总之,原电池电动势的测定和应用可以帮助我们更好地认识和应用电池,从而更好地满足我们的日常和工业生产需求。

电池电动势的测定和应用实验报告

电池电动势的测定和应用实验报告

电池电动势的测定及其应用一、实验目的:1.了解对消法测定电池电动势的原理;2.掌握电动势测定难溶物溶度积(SP K )的方法;3.掌握常用参比电极银一氯化银电极的制备方法。

二、实验原理:电池由两个半电池组成(半电池包括一个电极和相应的电解质溶液),当电池放电时,进行氧化反应的是负极,进行还原反应的是正极。

电池的电动势就是通过电池的电流趋近于零时两极之间的电位差。

它可表示成:-+-=E E E式中+E 、-E 分别表示正、负电极的电位。

当温度、压力恒定时,电池的电动势E (或电极电位+E 、-E )的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。

电极电位与有关离子活度之间的关系可以由Nernst 方程表示:B B B a zFRT E E υθ∏-=ln (16-1) 式中:z 为电池反应的转移电子数,B υ为参加电极反应的物质B 的化学计量数,产物B υ为正,反应物B υ为负。

本实验涉及的两个电池为:(1)(一)Ag (s ),AgCl (s )│KCl (0.0200 mol·L -1)││AgNO 3(0.0100 mol·L -1)│Ag (s )(+)(2)(一)Hg (l ),Hg 2Cl 2(s )│KCl (饱和)││AgNO 3(0.0100 mol·L -1)│Ag (s )(+)在上述电池中用到的三个电极是:(1) 银电极:电极反应:Ag e L mol Ag →+⋅-+)01.0(1(16-2)}{}{++=++Ag a FRT Ag Ag E Ag Ag E ln //θ 其中: }{)25(00097.07991.0/--=+t Ag Ag E θV式中:t 为摄氏温度(下同),(2) 甘汞电极:电极反应:)(2)(22)(2--+→+Cl a Cl l Hg e s HgCl (16-3){}}{--=Cl a F RT Hg s Cl Hg E Hg s Cl Hg E ln /)(/)(2222θ 对于饱和甘汞电极,温度一定时,-Cl a 为定值,因此饱和甘汞电极电位与温度有关,其关系式为:}{)25(00065.02415.0/)(22--=t Hg s Cl Hg E V(3) 银—氯化银电极电极反应)()('--+=+Cl a Cl Ag e s AgCl (16-4)根据溶度积关系式sp Cl Ag K a a =⋅-+''得 'ln }/{}/)({++=+Ag a FRT Ag Ag E Ag s AgCl E θ 'ln }/{-+=+Cl sp a K F RT Ag Ag E θ 'ln ln }/{--+=+Cl sp a FRT K F RT Ag Ag E θ 'ln }/)({--=Cl a FRT Ag s AgCl E θ (16-5) 式中:)25(000645.02224.0ln }/{}/)({--=+=+t K FRT Ag Ag E Ag s AgCl E SP θθ V 由上式可见,利用Nernst 关系式可求得难溶盐的溶度积常数,为此我们将(16-2)、(16-4)两个电极连同盐桥组成电池(Ⅰ),其电动势可表示为:-+-=E E E=}{}{Ag s AgCl E Ag Ag E /)(/-+ =)ln ln }/{(ln }/{-+'-+-+++cl SP Ag a FRT K F RT Ag Ag E a F RT Ag Ag E θθ =)ln(ln -+'⋅+-cl Ag SP a a FRT K F RT 整理得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅'⋅=-+RT EF a a K cl Ag SP ex p (16-6) 因此,给定电池(I)中左右半电池活度'-Cl a 和+Ag a ,若测得电池(I )的电动势,依上式即可求出AgCl 的溶度积常数。

电动势的测定及其应用

电动势的测定及其应用

电动势的测定及其应用
电动势(电压)是指电源(如电池、发电机)在闭合电路中产生的推动电荷移动的力量。

测定电动势可以通过多种方法进行,以下是一些常见的测定电动势的方法:
1. 伏特计法:使用伏特计(电压表)将所测电源的两端连接起来,读取伏特计的示数即可得到电动势的大小。

2. 泡利法:将电源与一个已知电动势的标准电池并联,然后将两个电池的正极和负极连接起来,通过测量电路中的电流大小,利用欧姆定律计算得到待测电源的电动势。

3. 差动法:使用差动伏特计(差动电压表)测量待测电源与一个已知电动势的标准电池的输出电压之差,即可得到待测电源的电动势。

电动势的应用包括:
1. 电池:电池是应用电动势的常见装置。

电池将化学能转化为电能,提供电流给各种电子设备使用。

2. 发电机:发电机将机械能转化为电能,通过磁场与导体的相对运动产生电动势,提供电能供应。

3. 电动机:电动机则是应用电动势的反向过程,将电能转化为机械能,实现各种机械运动。

4. 传感器:一些传感器通过测量电动势的大小,来获得外界参数的信息,如温度传感器、压力传感器等。

5. 燃料电池:燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置,通过电化学反应产生电动势,被广泛应用于航空、交通等领域。

总之,电动势的测定及其应用涵盖了许多领域,从电池、发电机到燃料电池和传感器,电动势的概念和应用对现代科技和生活产生了重要影响。

电池电动势的测定及其应用实验报告

电池电动势的测定及其应用实验报告

电池电动势的测定及其应用实验报告
一、实验目的
1、熟悉和掌握自由电动势的测量方法。

2、了解和掌握电池自由电动势的数据处理方法。

3、掌握电池自由电动势的应用。

二、实验原理
电池自由电动势是一种电池在不同温度和电解液种类下所表现出来的
最大可达的电动势。

它在电池的容量、电池的负载电流以及电池的储存寿
命等方面具有非常重要的作用,可以帮助我们对电池的性能进行详细的分析,从而更好地发现问题,提出解决方案,并有效地延长电池的使用寿命。

实验中,利用测量电池自由电动势,使用微电路控制,实现保持电池
在预设的恒电流的情况下,得到电池自由电动势的测量。

三、实验步骤
1、将电池放置在稳定的实验装置上,连接电池并加以热控,将温度
调节在一定的范围内;
2、连接电池的正负极到实验仪器;
3、设置电池负载电流,将实验仪器的表格设置在自由电动势测试模
式下;
4、同一电池比较多次,改变不同的负载电流,观察电池的自由电动
势和耗电量关系;
5、当电池自由电动势达到最大时,记录其电压和实验温度;
6、将测试数据处理,获得电池自由电动势的数据;
7、观察电池的负载电流和自由电动势关系。

原电池电动势的测定和应用

原电池电动势的测定和应用

原电池电动势的测定和应用原电池电动势的测定和应用引言:原电池电动势是指在没有电流通过时,电池两个极之间的电压差。

它是电池内部的化学反应产生的电势差,也是电池提供电能的基础。

准确测定和充分利用原电池电动势,对于电池的设计和应用具有重要意义。

本文将介绍原电池电动势的测定方法和其在实际应用中的一些典型案例。

一、原电池电动势的测定方法1. 电池伏特计法电池伏特计法是最常用的测定原电池电动势的方法。

具体操作步骤如下:(1)将待测电池与标准电池连接成串联电路;(2)用电压表测量串联电路的总电压;(3)通过改变待测电池与标准电池的连接方式(正负极对换),多次测量总电压;(4)通过计算得到待测电池的电动势。

2. 静态电位法静态电位法是一种利用电位差计测量电动势的方法。

具体操作步骤如下:(1)将待测电池的两个极分别连接到两个电位计的电极上;(2)通过调整电位计的电位差,使得两个电位计的读数相等;(3)记录下电位计的电位差,即为待测电池的电动势。

二、原电池电动势的应用1. 电池选型在进行电池选型时,原电池电动势是一个重要的考虑因素。

不同应用场景对电池的电动势要求不同,如需要提供大电流的应用通常需要较高的电动势,而对于低功耗设备,则可以选择电动势较低的电池。

因此,准确测定原电池电动势可以帮助工程师选择适合的电池。

2. 电池的寿命预测电池的寿命与其电动势密切相关。

通过测量电池的电动势变化,可以预测电池寿命的变化趋势。

当电动势降低到一定程度时,就意味着电池即将达到寿命极限,需要进行更换或充电。

3. 电池状态监测电池状态监测是指实时监测电池的电动势变化,以判断电池的工作状态。

通过测量电动势的变化,可以判断电池是否正常工作,是否需要维护或更换。

这对于一些关键设备的运行非常重要,如医疗设备、航天器等。

4. 电池的充放电控制电池的充放电控制是指根据电池的电动势变化来控制充放电过程。

通过测量电动势的变化,可以判断电池的电量情况,从而控制充放电的时机和速度,以保证电池的安全和有效使用。

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电池电动势的测定及其应用摘要:本实验中我们通过对消法测量原电池Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag 和不同温度下原电池Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag 的电动势。

通过能斯特方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程,我们计算了不同温度下氯化银的溶度积和电池反应的热力学常数。

关键词:电池电动势; 对消法; 热力学函数Measurement and Application of the Potential of Reversible BatterAbstract:In this experiment, we measure the electromotive force of two primary cells,Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag and Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag by using compensation method. At the same time, the electromotive force of the latter one is measured under different temperatures. By means of Nernst equation and Gibbs-Helmholtz equation, we calculate the solubility product of AgCl and thermodynamic functions of the cell reaction under different temperatures.Keywords:Reversible Battery,Electrode Potential,Thermodynamic Functions theSolubility Product1.前言电动势Electromotive Force (EMF) 是一个表征电源特征的物理量。

电源的电动势是指电源将其它形式的能量转化为电能的本领,在数值上,等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源部移送到正极时所做的功。

常用符号E(有时也可用ε) 表示,单位是伏特(V)。

化学反应由两个“半电池”即正负电极组成,电池电动势为两个半电池电极电位代数和。

半电池电极电位绝对值无法测定,本实验中采用Ag -AgCl 电极作为参比电池,其电位稳定,使用起来方便;采用对消法测量电动势,使回路中基本无电流通过,很大程度减小了误差。

将化学反应设计为可逆电池测量电动势,是获得热力学数据的一种有力手段,相对于一般的化学测量方法精确、快速、简便,因此电池电动势的测定对化学研究有重要意义。

本实验设计Cu|CuCl2 (0.1M)||AgNO3 (0.1M)|Ag可逆电池,求得标准铜电极电势,并通过设计电池Ag-AgCl|Cl −(0.1M)||AgNO3(0.1M)|Ag可逆电池,求AgCl 溶度积常数,及反应的热力学常数∆ r S m,∆r H m,∆ r G m。

将化学反应设计为可逆电池测量电动势,是获得热力学数据的一种有力手段,相对于一般的化学测量方法精确、快速、简便,因此电池电动势的测定对化学研究有重要意义。

2.实验部分2.1.实验目的1.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。

2.学会一些电极和盐桥的制备。

3.通过对可逆电池的电动势及电动势与温度变化系的测量计算电池反应的热力学函数。

2.2.实验原理1.设计电池反应测定相关反应性质的原理化学电池是由两个“半电池”即正负电极放在相应的电解质溶液中组成的。

由不同的这样的电极可以组成若干个原电池。

在电池反应过程中正极上起还原反应,负极上起氧化反应,而电池反应是这两个电极反应的总和。

其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位的代数和。

若知道了一个半电池的电极电位,通过测量这个电池电动势就可算出另外一个半电池的电极电位。

所谓电极电位,它的真实含义是金属电极与接触溶液之间的电位差。

它的绝对值至今也无法从实验上进行测定。

在电化学中,电极电位是以一电极为标准而求出其他电极的相对值。

现在国际上采用的标准电极是标准氢电极,即在a H +=1时,P H 2=100kPa 时被氢气所饱和的铂黑电极,其在任何温度下的电极电位规定为0V ,然后将其他待测的电极与其组成电池,这样测得电池的电动势即为被测电极的电极电位。

由于氢电极使用起来比较麻烦,人们常把具有稳定电位的电极,如甘汞电极,银—氯化银电极作为第二级参比电极。

通过对电池电动势的测量可求算某些反应的∆H ,∆S ,∆G 等热力学函数,电解质的平均活度系数,难溶盐的活度积和溶液的pH 等物理化学参数。

但用电动势的方法求如上数据时,必须是能够设计成一个可逆电池,该电池所构成的反应应该是所求的化学反应。

例如用电动势法求AgCl 的K sp 需设计成如下的电池: Ag -AgCl ∣KCl(m 1)ºAgNO 3(m 2)³Ag 该电池的电极反应为:负极反应:Ag(s)+Cl -(m 1) → AgCl(s)+e -正极反应:Ag +(m 2)+e - → Ag(s)电池总反应:Ag +(m 2)+Cl -(m 1) → AgCl(s) 电池电动势:E =ϕ右-ϕ左=[ln ][ln ]//ϕϕAg AgAg Ag AgCl Cl ++-+-+οοRT F a RT F a 1 =E RT F a a ︒-+-ln1Ag Cl (7-1) 又因为∆G °=-nFE °=-RT K ln1sp (该反应n =1),E °=RT F K ln 1sp(7-2) 整理后得(将(2)式代入(1)式): E RT F K RTFa a =+⋅+-ln ln 1sp Ag Cl =RT F a a K RT F C C K C ln ln )Ag Cl sp Ag Ag Cl Cl sp+-++--⋅=⋅⋅⋅±±-γγ(ο2 (7-3)所以只要测得该电池的电动势就可根据上式求得AgCl 的K sp 。

其中γ±+Ag 为AgNO 3溶液的平均活度系数,γ±-Cl 为KCl 溶液的平均活度系数。

当C AgNO 3=0.1000M 时,γ±=0.734,C KCl =0.1000M 时,γ±=0.770。

化学反应的热效应可以用量热计直接度量,也可以用电化学方法来测量。

由于电池的电动势可以准确测量,所得的数据常常较热化学方法所得的可靠。

在恒温恒压条件下,可逆电池所做的电功是最大非体积功W ′,而W ′等于体系自由能的降低即为-∆r G m ,而根据热力学与电化学的关系,我们可得∆r G m =-nFE (7-4) 由此可见利用对消法测定电池的电动势即可获得相应的电池反应的自由能的改变。

式中的n 是电池反应中得失电子的数目,F 为法拉第常数。

根据Gibbs-Helmhotlz 方程的积分形式:∆r G m =∆r H m -T ∆r S m (7-5) ∆∆r m r m S G T nF ETP P =-=()()∂∂∂∂ (7-6) 将(4)和(6)式代入(5)式即得: ∆r m H nFE nFT ET P=-+()∂∂ (7-7) 由实验可测得不同温度时的E 值,以E 对T 作图,从曲线的斜率可求出任一温度下的值,根据(4)(6)(7)式可求出该反应的势力学函数∆r G m 、∆r S m 、∆r H m 。

本实验测定下列电池的电动势,并由不同温度下电动势的测量求算该电池反应的热力学函数。

电池为:Ag-AgCl ³KCl(0.1000M)ºAgNO 3(0.1000M)³Ag (饱和KNO 3盐桥) 该电池的正极反应为:Ag +(aq)+ e -=Ag(s) 负极反应为:Ag(s)+Cl -(aq)ÍÍAgCl(s) + e-总电池反应为:Ag +(aq)+ Cl - (aq)=AgCl(s) 各电极电位为:++-=Ag Aga F RT 1ln|Ag οϕϕ右 (7-8)-+-=Cl Aga F RT1ln|Ag οϕϕ左 (7-9) 实验过准确测量30 0C 时的电池电动势值,便可计算300C 下的K sp 以及∆r G m ,通过变温测定电池电动势的值并以E 对T 作图,可求出该温度区间的()∂∂ET P便可计算该温度区间下的∆r S m 。

并由对应温度的∆r G m 可求出该反应的∆r H m ,此处可验证Gibbs-Helmholtz 方程微分形式所用近似的正确性。

2.对消法测定电池电动势的基本原理测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。

因为电池与伏特计相接后,整个线路便有电流通过,此时电池部由于存在电阻而产生某一电位降,并在电池两极发生化学反应,溶液浓度发生变化,电动势数据不稳定。

所以要准确测定电池的电动势,只有在电流无限小的情况下进行,所采用的对消法就是根据这个要求设计的。

图1为对消法测量电池电动势的原理图。

acba 回路是由稳压电源、可变电阻、保护电阻和电位差计组成。

图1 对消法原理线路图流过回路的电流为某一定值。

在电位差计的滑线电阻上产生确定的电位降,稳压电源为工作电源,其输出电压必须大于待测电池的电动势。

调节可变电阻利用标准电池εs 校准。

另一回路abG εa 由待测电池εx (或εs )检流计G 和电位差计组成,移动b 点,当回路中无电流时,电池的电势等于a 、b 二点的电位降。

2.3. 实验仪器与试剂仪器及药品名称 生产厂家 数量 EM-3D 数字式电子点位差计 南大万和科技 1 台 HK-2A 型超级恒温水水浴南大万和科技 1 台 C30-mA 型毫安表 第二电表厂 1 只 ZX36型旋转式电阻箱 光明仪表厂 1 只 218型Ag-AgCl 参比电极精密科学仪器1 支表1实验仪器与试剂2.4.实验步骤1.银电极的制备:将银电极放在浓HNO3中稍微浸泡1~2min(可以略去),用细晶相砂纸打磨光亮,再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1 mol·dm-3AgNO3溶液的小烧杯中,按图6-2接好线路,调节可变电阻,使电流在3mA、直流稳压源电压控制在9V镀20分钟。

取出后用蒸馏水冲洗,用滤纸吸干(冲洗以及吸干操作要以不破坏电极表面镀层为准),并迅速放入盛有0.1000MAgNO3溶液的半电池管中(如图3)图2 电极制备装置图图3 半电池管1—工作直流电源2—被镀电极1—电极2—盐桥插孔3—辅助电极4—镀银溶液3—电解质溶液4—玻璃管2.铜电极的制备:将铜电极放入稀硝酸中浸泡10min,用水冲洗干净并擦干,再将待镀阴极铜棒用细晶相砂纸打磨光亮,阳极铜棒用粗砂纸稍稍打磨除去铜绿即可,用蒸馏水冲洗干净后用滤纸擦干,插入盛有铜电镀液的试剂瓶中,按步骤1中的方式,控制电流在、电压在12V镀分钟。

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