原电池电动势的测定
原电池电动势的测定

原电池电动势的测定(3学时)一、目的要求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.通过电池电动势的测量,加深理解可逆电池、浓差电池、可逆电极、盐桥等基本概念。
3.学会金属电极的制备和处理方法。
4.通过原电池电动势的测定掌握有关热力学函数的计算。
二、参考原理原电池是化学能转变为电能的装置,它是由两个“半电池”所组成,而每一个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液,由半电池可组成不同的原电池。
在电池放电反应中,正极起还原反应,负极起氧化反应,电池反应是电他中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势的代数和。
在恒温恒压、可逆条件下,各热力学函数与电池电动势有如下关系:(6.1)zFEG m r −=∆(6.2)()r m p E H zFE zFT T ∂∆=−+∂(6.3)()r m p E S zF T ∂∆=∂式中:F 是法拉第常数(96487库仑),z 是电池输出元电荷的物质的量,E 是可逆电池的电动势。
故只要在恒温恒压下测出该可逆电池的电动势E ,便可求出各热力学函数。
可逆电池必须具备的条件为:(1)电极上的化学反应可向正反两个方向进行,即反应可逆。
(2)电池在工作(充放电)时,所通过的电流必须无限小,此时电池可在接近平衡状态下工作,即能量可逆。
(3)电池中所进行的其它过程可逆。
如溶液间无扩散、无液体接界电势。
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”来减小液体接界电势。
要达到工作电流零的条件,必须使电池在接近热力学平衡条件下工作。
不能用伏特计直接测量电池的电动势,因为此方法在测量过程中有电流通过伏特计,处于非平衡状态,因此测出的是两电极间的电势差,而不是电动势。
用对消法可达到测量原电池电动势的目的,电位差计就是根据这一原理设计的。
电位差计测量电池电动势的原理和使用方法详见本丛书第一分册仪器部分。
原电池电动势的测定及其应用

原电池电动势的测定及其应用原电池电动势的测定及其应用1. 简述对消法测原电池电动势的测量原理答:电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种平 衡式电压测量仪器。
其工作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,这样待测电池中就没有电流通过, 外加电势差 的大小就等于待测电池的电动势。
如图所示,电位差计有工作、标准、 测量三条回路。
1 )校准工作电流I W开关K 打向1,预先调好标准回路中的标准电阻 Rn ,调节工作回路 的电阻r 至检流计无电流通过,工作 电流I W 就已被确定。
2)测量未知电池电动势E W开关K 打向2,调节测量回路的电阻 R X 至检流计无电流通过,此时I R X 与被测电池电动势对消。
E X 1 W R X 2. 简述铜电极电位测定的基本原理。
答:实验只能测得两个电极构成的电池的电动势 E ,而无法测得 单个电极的电极电势 靱若选定一个电极作为标准,使其与任意其它 电极组成电池,测其电动势,就可得出各电极的相对电极电势 ©。
通常将氢电极在氢气压力为lOOKPa ,溶液中氢离子活度为1时的 电极电势规定为零伏,称为标准氢电极,然后与其它被测电极进行比 较。
以标准氢电极作阳极即负极;而将待测电极作阴极即正极,组成 原电池,然后用电位差计测量该电池的电动势, 这个数值和符号就是 待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。
由于使用标准氢电极不 方便,在实际测定时往往采用第二级的标准电极, 甘汞电极是其中最 常用的一种。
这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测出。
图79-1电位差计工作原理图 E X R N3.在原电池电动势的测定过程中应尽可能的做到在可逆条件下进行,为此在实验过程中应注意什么?答:电动势的测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。
为此应注意以下几点:(1)测量前可根据电化学基本知识,初步估算一下被测电池的电动势大小,以便在测量时能迅速找到平衡点,这样可避免电极极化。
如何判断原电池的电势和电动势

如何判断原电池的电势和电动势电池的电势和电动势是电能转化和电流传递的重要物理概念。
判断原电池的电势和电动势可以通过多种实验方法和测量手段进行。
本文将介绍几种常见的判断原电池电势和电动势的方法。
一、伏特计法伏特计法是一种常用的测量电势和电动势的方法。
实验步骤如下:1. 准备一只伏特计和一组标准电池。
2. 将伏特计的正极和原电池的正极相连,将伏特计的负极和原电池的负极相连。
3. 读取伏特计的示数,即为原电池的电势差。
伏特计法的原理是利用伏特计的示数来测量电势差。
伏特计是一种可以测量电势差的仪器,它根据两点间的电势差的大小来进行测量,并将数值显示出来。
因此,通过连接伏特计与原电池,可以直接读取伏特计的示数,即可得到原电池的电势差。
二、开路电压法开路电压法也是一种常用的测量电势和电动势的方法。
实验步骤如下:1. 准备一只电流表和一组标准电池。
2. 将电流表的两个端口接在原电池的两端。
3. 断开电路的闭合,即打开电路开关,使电路中没有电流通过。
4. 读取电流表的示数,即为原电池的电势差。
开路电压法的原理是通过测量电路中没有电流通过时的电压来得到电势差。
由于没有电流通过,电路中的电阻几乎可以忽略不计,因此可以认为电势差就是电路的开路电压。
通过读取电流表的示数,即可得到原电池的电势差。
三、化学方法化学方法是一种间接测量电势和电动势的方法。
它基于原电池中的化学反应过程,通过观察反应产物的性质或者测量反应过程的能量变化来判断原电池的电势和电动势。
以铜锌电池为例,当铜和锌接触时,会发生氧化还原反应,铜离子被还原,锌离子被氧化。
通过观察反应产物的颜色变化或者测量反应过程的能量变化,可以间接获得原电池的电势差。
总结:判断原电池的电势和电动势可以通过伏特计法、开路电压法和化学方法等多种实验方法进行。
伏特计法和开路电压法是直接测量电势差的方法,通过测量仪器的示数来得到结果;化学方法是间接测量电势差的方法,通过观察化学反应过程的变化来得到结果。
原电池电动势的测定

原电池电动势的测定
原电池的电动势可以通过以下几种方法来测定:
1. 开路电压法:将电池两端不连接任何负载,使用电压表测量电池的开路电压。
这个开路电压即为电池的电动势。
2. 罗丹定律法:利用罗丹定律来测量电池的电动势。
罗丹定律表示,当电流通过一个理想电源时,电源内部的电动势将与电源外部的电压相等。
通过连接一个已知电阻的电路,测量电源的内阻和电路中的电流,可以根据罗丹定律来计算出电源的电动势。
3. 为电压比较器:将原电池与一个已知电压相连,使用电压比较器来比较两者的电压大小。
通过调整已知电压的大小,使得两者的电压相等,即可得到原电池的电动势。
需要注意的是,在实际测量过程中,由于电池内部存在一
定的内阻,所以测量得到的电动势可能会有一些误差。
另外,电池的电动势还会受到温度、使用情况等因素的影响,所以在测量时需要注意控制这些影响因素。
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。
测定原电池电动势的方法

测定原电池电动势的方法以测定原电池电动势的方法为标题,本文将介绍几种常见的方法来测量原电池的电动势。
一、电池的电动势电动势是指电池内部转化化学能为电能的能力,用符号ε表示,单位是伏特(V)。
电动势是电池正极和负极之间的电势差,也可以理解为电池对外施加的推动电流的能力。
二、伏安法测量电动势伏安法是一种常见的测量电动势的方法。
具体操作如下:1. 将待测电池连接到一个可调电阻上,组成一个待测电路。
2. 调节电阻,使电路中通过的电流逐渐增加,记录下每个电流值对应的电压值。
3. 根据欧姆定律,电动势可以通过电流和电压的比值来计算。
根据所记录的电流和电压值,可以绘制电流-电压曲线,通过曲线的斜率可以得到电动势的数值。
三、开路电压测量电动势开路电压法是一种简单的测量电动势的方法。
具体操作如下:1. 将待测电池连接到一个高阻抗的电压计上,不接入任何负载电阻。
2. 读取电压计上显示的电压值,即为待测电池的开路电压。
3. 开路电压即为电动势的数值。
四、比较电动势法比较电动势法是一种通过将待测电池与已知电动势的标准电池连接在一起进行比较的方法。
具体操作如下:1. 将待测电池和标准电池分别连接到一个细导线上,使它们的正极和负极相连接。
2. 观察两个电池连接后的电流方向,如果待测电池的正极与标准电池的正极相连,而负极与负极相连,那么待测电池的电动势大于标准电池的电动势;反之,如果待测电池的正极与标准电池的负极相连,而负极与负极相连,那么待测电池的电动势小于标准电池的电动势。
3. 通过与标准电池的比较,可以判断待测电池的电动势相对于标准电池的大小。
五、温度系数法温度系数法是一种通过测量电池在不同温度下的电动势变化来计算原电池电动势的方法。
具体操作如下:1. 将待测电池放置在一个恒温槽中,使其温度恒定在一个已知的温度。
2. 测量待测电池在该温度下的电动势。
3. 重复上述步骤,在不同温度下测量电动势,并记录下对应的温度和电动势值。
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。
原电池电动势测定

测量下列电池在25℃ 测量下列电池在25℃的电动势
测量下列电池在35℃ 测量下列电池在35℃的电动势
数据记录与处理ຫໍສະໝຸດ SDC数字电位差综合测试仪的使用 SDC数字电位差综合测试仪的使用
开机: 开机:用电源线将仪表后面板的电源插座与~220V 电源连接,打开电源开关,预热15分钟后再进入 下一步操作。 内标法校正零点 ① 将“测量选择”旋钮置于内标。 ② 将测试线分别插入测量孔内,将“100”位置于1, “补偿”旋钮逆时针旋到底(无补偿),其它旋 钮均置于“0”。此时,显示屏上“电位指示 电位指示”显 电位指示 示“1.00000”V,将两测试线短接。 ③ 待显示屏上“检零指示”显示数值稳定后,按一 下采零 采零键,此时,显示屏上“检零指示 采零 “检零指示”显示为 “0000”
4 实验步骤
1.半电池的制备 . (1)锌电极的制备:将锌电极用砂纸打磨至光亮,除去锌电极表面
上的氧化层。用蒸馏水冲洗,然后浸入饱和氯化亚汞溶液中3~5秒, 取出后用滤纸擦拭(注意:汞有毒,用过的滤纸应放入回收瓶用水封 住),直到表面发亮,使锌电极表面上有一层均匀的汞齐。汞齐化可 以消除金属应力及表面副反应对电极电势的影响。如果汞齐饱和,因 为饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势相等,所以饱和锌汞齐 电极的电极电势和锌电极的电极电势是相同的。然后将处理好的锌电 极直接插入盛有0.1000 mol·dm-3硫酸锌溶液的电极管中。
SDCSDC-Ⅲ型综合数字电位差测试仪(操作面板)
3 仪器试剂
• 仪器: 仪器: SDC-Ⅲ型综合数字电位差测试仪1台 超级恒温热浴槽 铜电极,锌电极,甘汞电极,盐桥。 • 试剂: 试剂: 饱和氯化钾溶液, ZnSO4(0.1000 mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) • 饱和氯化亚汞溶液,
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原电池电动势的测定一、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、学会一些电极的制备和处理方法3、掌握电位差计的测量原理和正确使用方法二、实验原理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有电流通过,在电池两极上会发生极化现象,使电极偏离平衡状态。
另外,电池本身有内阻,伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
准确测定电池的电动势只能在无电流(或极小电流)通过电池的情况下进行,需用对消法测定原电池电动势: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。
Ew-工作电源;EN-标准电池;EX-待测电池;R-调节电阻;RX-待测电池电动势补偿电阻;RN-标准电池电动势补偿电阻;K-转换电键;G-检流计电池由正、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,电池内部还可能发生其它反应。
电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用来作为电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学知道,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: nFE G -=∆ (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96500 C);E 为电池的电动势。
所以测出该电池的电动势E 后,便可求得G ∆,进而又可求出其它热力学函数。
但必须注意,首先要求电池反应本身是可逆的,即要求电池电极反应是可逆的,并且不存在任何不可逆的液接界。
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,出现液接界电势时,常用“盐桥”来消除或减小。
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,采用电位差计测量。
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:Cu m CuSO m ZnSO Zn )()(2414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”;m 1和m 2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-++→+e Zn Zn Zn 2)(22α 正极起还原反应Cu e Cu Cu →+-++2)(22α 电池总反应为 Cu Zn Cu Zn Zn Cu +→+++++)()(2222αα电池反应的吉布斯自由能变化值为Zn Cu Cu ZnRT G G αααα⋅⋅+∆=∆++Θ22ln (9-2) 上述式中Θ∆G 为标准态时自由能的变化值;α为物质的活度,纯固体物质的活度等于1,则有 1==Cu Zn αα (9-3)在标准态时,122==++Cu Zn αα,则有:ΘΘ=∆=∆nFE G G - (9-4)式中ΘE 为电池的标准电动势。
由(9-1)至(9-4)式可解得: ++-=Θ22ln Cu Zn nF RT E E αα (9-5) 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:(左,还原电势)右,还原电势)--(ϕϕ+=E (9-6) 对铜-锌电池而言)Cu (1ln 2-2Cu Cu 2+Θ++=αϕϕF RT , (9-7) )(,+Θ+=2Zn Zn -Zn 1ln 2-2αϕϕF RT (9-8) 式中Θ+Cu Cu ,2ϕ和Θ+,Zn Zn 2ϕ是当122==++Cu Zn αα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平均活度系数之间有以下关系12m Zn ±=+γα (9-9)22m Cu ±=+γα (9-10) 三、仪器与药品UJ25型电位差计 1台 标准电池 1个 检流计 1台直流稳压电源 1台 电流表 1台 电压表 1台饱和甘汞电极 1支 铜、锌电极 电极管 金相砂纸镀铜溶液(每升含五水合硫酸铜g 150, 硫酸ml 50,乙醇ml 50)硫酸锌(AR)、五水合硫酸铜(AR ) 饱和氯化钾溶液 饱和硝酸亚汞四、实验步骤1.电极制备(1)锌电极 先用稀硫酸(约33-⋅dm mol )洗净锌电极表面的氧化物,再用蒸馏水淋洗,然后浸入饱和硝酸亚汞溶液中3~5 s ,用镊子夹住一小团清洁的湿棉花轻轻擦拭电极,使锌电极表面上有一层均匀的汞齐,再用蒸馏水冲洗干净(用过的棉花不要随便乱丢,应投入指定的有盖广口瓶内,以便统一处理)。
汞齐化的目的是消除金属表面机械应力不同的影响,使它获得重复性较好的电极电势。
把处理好的锌电极插入清洁的电极管内并塞紧,将电极管的虹吸管管口插入盛有43 1000.0ZnSO dm mol -⋅溶液的小烧杯内,用针管或洗耳球自支管抽气,将溶液吸人电极管至高出电极约cm 1,停止抽气,旋紧夹子。
电极的虹吸管内(包括管口)不可有气泡,也不能有漏液现象。
(2)铜电极先用稀硫酸(36-⋅dm mol )洗净铜电极表面的氧化物,再用蒸馏水淋洗,然后把它作为阴极,另取一块铜片作为阳极,在硫酸铜溶液内进行电镀,其装置如图9.1所示。
电镀的条件是:电流密度为225-⋅cm mA 左右,电镀时间为20~30 min ,电镀后应使铜电极表面有一紧密的镀层,取出铜电极,用蒸馏水冲洗干净。
由于铜表面极易氧化,故须在测量前进行电镀,且尽量使铜电极在空气中暴露的时间少一些。
装配铜电极的方法与锌电极相同。
图9.1 制备铜电极的电镀装置2.电池组合按图9.2所示,将饱和KCl 溶液注入50 mL 的小烧杯内作为盐桥,将上面制备的锌电极的虹吸管置于小烧杯内并与KCl 溶液接触,再放入饱和甘汞电极,即成下列电池:Cu dm mol CuSO KCl dm mol ZnSO Zn )1000.0((饱和))1000.0(3434--⋅⋅图9.2 电池装置示意图同法分别组成下列电池进行测量:Hg s Cl Hg KCl dm mol ZnSO Zn )((饱和))1000.0(2234-⋅Cu dm mol CuSO KCl s Cl Hg Hg )1000.0((饱和))(3422-⋅Cu dm mol CuSO KCl dm mol CuSO Cu )1000.0((饱和))0100.0(3434--⋅⋅3.电动势测定装置组装和调试UJ-25型电位差的操作面板如图所示。
按着接线柱的标注连接好检流计、标准电池、待测电池和工作电池。
工作电池采用精密稳压直流电源,串联精密直流电表,调节输出电压为3V ,负极接电位差计的“-”端,正极接电位差计的“2.9-3.3”端。
按以下步骤进行测量:(1)标准电池电动势的温度校正 由于标准电池电动势是温度的函数,所以调节前须首先计算出标准电池电动势的准确值。
常用的镉-汞标准电池电动势的温度校正公式为:64322010])20/(00006.0)20/(0090.0)20/(929.020/(94.39[//-⨯-+---+--=C t C t C t C t V E V E O O O O t )VE 01862.120=式中E t 为温度为t 时标准电池的电动势;t 为测量时室内温度;E 20为20℃时标准电池的电动势。
调节“标准电池温度补偿旋钮”,使其数值与标准电池电动势值一致,其中的两旋钮数值分别对应着E t 数值的最后两位。
(2)电位差计的标定将检流计的电源设置为“220V ”,接通电源,检查检流计的光标是否出现。
将检流计的波段开关由保护状态“短路”档拨至“⨯1”档,此时光标能够自由移动,用“调零”旋钮将光标置零位。
将“换向开关”扳向“N ”(校正),然后断续地按下“粗”、“细”按钮,视检流计光点的偏转情况,依“粗、中、细、微”的顺序旋转“工作电流调节旋钮”,通过可变电阻的调节,使检流计光点指示零位,至此电位差计标定完毕。
此步骤即是调节电位差计的工作电流。
(3)未知电动势的测量将“换向开关”扳向“X 1”或“X 2”(测量),与上述操作相似,断续地按下“粗”、“细”按钮,根据检流计光点的偏转方向,旋转各“测量旋钮”(顺序依次由I~VI )至检流计光点指示零位。
此时,六个测量档所示电压值总和即为被测量电动势E x 。
(4)测量注意事项① 由于工作电池电压的不稳定,将导致工作电流的变化,所以在测量过程中要经常对工作电流进行核对,即每次测量操作的前、后都应进行电位差计的标定操作,按照标定—测量—标定的步骤进行。
① 标定与测量的操作中,可能遇到电流过大、检流计受到“冲击”的现象。
为此,应迅速按下“短路”按钮,检流计的光点将会迅速恢复到零位置,使灵敏检流计得以保护。
实际操作时,常常是先按下“粗”按钮,得知了检流计光点的偏转方向后,立即松开,进行调节后再次检测。
待粗调状态下光标基本不移动后,再按“细”按钮,依次调节,直至再细调状态下光标也不移动为止。
这样不仅保护了检流计免受冲击,而且可以缩短检流计光点的摆动时间,加快了测量的速度。
③在测量过程中,若发现检流计光点总是偏向一侧,找不到平衡点,这表明没有达到补偿,其原因可能是:被测电动势高于电位差计的限量;工作电池的电压过低;线路接触不良或导线有断路;被测电池、工作电池或标准电池极性接反。
认真分析清楚,不难排除这一故障。
4.分别用电位差计和数字式电位差计测定以上4个电池的电动势。
五、数据记录与处理1、计算室温T 下饱和甘汞电极的电极电势)(饱和甘汞298-107.61-0.2415-4K T V ⨯=φ 2、根据测定的各电池的电动势,分别计算铜、锌电极的T ϕ,ΘT ϕ,Θ298ϕ。
3、根据有关公式计算Cu-Zn 电池的理论E 理并与实验值E 实进行比较。
4、有关文献数据表9-1 Cu 、Zn 电极的温度系数及标准电极电位电极电极反应式 )(-13K V /10⋅⨯α )(-26K V /10⋅⨯β /V 298Θϕ Cu 2+,Cu Cu 2++2e -=Cu -0.016— 0.3419 Zn 2+,Zn (Hg ) (Hg )+Zn 2++2e -=Zn(Hg)0.100 0.62 -0.7627六、思考题1、在用电位差计测量电动势过程中,若检流计的光点总是向一个方向偏转,可能是什么原因?2、用Zn (Hg )与Cu 组成电池时,有人认为锌表面有汞,因而铜应为负极,汞为正极。