9 实验九 电池电动势法测定氯化银的溶度积[优质ppt]
可逆电池电动势的测定及其应用优秀课件
对消法测定电动势的原理图
E=(R0+Ri)I U=R0I 当R0→∞时，有： R0+Ri→R0 E≈U
对消法测电动势的实验装置
标准电池 待测电池
工作电源
检流计
电位计
标准电池结构图
可逆电池电动势的 测定及其应用
9.1 可逆电池和可逆电极
(电化学与热力学的联系 (组成可逆电池的必要条件 (可逆电极的类型
电化学与热力学的联系
桥梁公式:
(rG)T,P,R Wf,max nEF
(rGm)T,P,R
nEF
zEF
组成可逆电池的必要条件
原电池 电解池
化学反应可逆
能量变化可逆
组成可逆电池的必要条件
电池反应： (-) Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42净反应： Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O
→CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l)
标准电池结构图
问题
为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数在5～14% 之间，标准电池的电动势有定值？
( 1)
（1） E与a(活度)的关系
(2)E2
ERTln aH 2Cl zF aH2 aC2l
a H 2 C l (a 2)2 (m m )4 (0 .1 )4
( 1)
两种写法，结果相同。但要记住： aHCl a2
（2） 从E 求 K
rGm zEF
E RTlnK
银-氯化银电极标准电极电势的测定
实验八 银-氯化银电极标准电极电势的测定1 前言1.1 实验目的测定银-氯化银电极的标准电极电势。
1.2 实验内容30℃时，用电位差计分别测量银-氯化银电极中KCl 溶液浓度0.0100 mol ·L -1，0.0300 mol ·L -1，0.0500 mol ·L -1，0.0700 mol ·L -1，0.0900 mol ·L -1时Hg |Hg2Cl2，KCl （饱和）‖KCl （c ）|AgCl |Ag 电池的电动势，再加上计算得到的负极饱和甘汞电极的电势，得到不同αCl ˉ条件下银-氯化银电极的电势，再根据能斯特方程得到标准电极电势。
1.3 实验原理在电池中，电极都具有一定的电极电势。
当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势只差就等于该可你电池的电动势，规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即 E = φ+-φ- （1）式中，E 是原电池的电动势。
φ+、φ-分别代表正、负极的电极电势。
在本次实验中，银-氯化银电极为正极φAg|Agcl = E + φ饱和甘汞 （2）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 - 0.00076(t /℃–25) （3）根据电极电位的能斯特方程，有Oϕϕ= -RT/ZF ·ln(α还原/α氧化) （4）O ϕϕ= -RT/ZF ·ln(α还原/α氧化) （5）φAg/AgCl = φθAg/AgCl -RT/F lg ɑCl- （6）式中：T 为热力学温度；R 为摩尔气体常量；z 为反应的电荷数；F 为法拉第常量；α为活度，在本次实验中，因KCl 浓度很稀，ɑCl-≈c Cl-。
补偿法测电源电动势的原理：+-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 。
物化实验报告 电池电动势的测定及其应用
实验结果
原始数据记录如下：
电极 Cu-Ag 电极 Ag-参比电极
室温 14.3℃ 温度 25.00℃ 25.00℃ 30.00℃ 35.00℃ 40.00℃
恒温水浴温度 25.00℃ 示数1 mV 示数2 mV 451.91 452.41 505.41 505.46 503.77 503.70 501.00 500.83 498.28 498.22
实验试剂
琼脂、KCl、KNO3（分析纯） ，0.1mol·dm-3 AgNO3 溶液，0.1000mAgNO3＋0.1 HNO3 溶 液，0.1 mol·dm-3 CuSO4 溶液，0.1000mCuSO4 溶液，饱和 Hg2(NO3)2 溶液
实验步骤
1、银电极的制备：将铂丝电极放在浓 HNO3 中浸泡 15 分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面 仍不干净， 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 7－(1)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 6V 镀 20 分钟。取出后用 0.1 mol·dm-3 的 HNO3 溶液冲洗，用滤纸吸干，并迅速放入盛有 0.1000mAgNO3＋0.1 mHNO3 溶液的半电池管中(如图 7－2）
图 7-3
对消法原理线路图
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， 其数值由己知电动 计组成。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。调节可变电阻使流 势的标准电池s 校准。另一回路 abGa 由待测电池x（或s）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。 － (1) 组装电池：将上述制备的银电极与实验室提供的 Ag－AgCl｜Cl (1.000mKCl)参比 － 电极组成电池，Ag－AgCl｜Cl (1.000m)║AgNO3(0.1000m)｜Ag。根据理论计算确定电极电 位的高低与电极的正负，将其置于恒温槽中，将自制的 KNO3 盐桥横插在两半电池管的小口 上，注意两半电池管中溶液一定要与盐桥底端相接，将恒温槽置于 25℃，恒温 10－15 分钟 后测量。 (2) 电池电动势测量：用 UJ－24 型电位差计测量电池的电动势，该仪器最大测量范围 为 1.91110V。 a、将标准电池，工作电源，待测电池以及检流计分别与 UJ－24 型电位差计的各指示
物理化学思考题
1.电动势法测定AgCl的溶度积Ksp1.本实验可否使用KCl盐桥？为什么实验中不能使用自来水淋洗盐桥？答：本实验不能使用KCl 盐桥，选用盐桥的首要条件是盐桥不与溶液反应，溶液中含有Ag+，会于Cl-反应沉淀。
实验中不能用自来水淋洗盐桥，制备盐桥的首要条件是盐桥中正，负离子迁移速率相近，自来水中含有Ca2+,Mg2+等离子，用其冲洗盐桥，会使盐桥正，负离子迁移相近的条件受到破坏，从而给本实验的测定带来误差。
2. 为什么不能用伏特计直接测定电池电动势？答：电池电动势的测定必须在电流接近于零的条件下进行，倘若用伏特表直接测定，虽然伏特计的内阻非常大，远远大于电池电阻，但用伏特计测定时其电流远大于零，消耗在电池内阻上的电流是不可忽视的。
即使说实验误差偏大，所得实验值与真实值偏大。
3.使用UJ-25型直流电位差计时，长时间按下按钮接通测量线路，对标准电池电动势的标准性以及待测电池电动势的测量有无影响？答：标准电池是高度可逆电池，其工作条件是通过的电流无限大，长时间按下按钮接通测量线路，在电流非无限的条件，会破坏标准电池的可逆性。
标准电池作为标准，受到破坏后，其电动势就变了，再以EX/EN=Ac′/Ac公式计算时，其EN还用原值，从而待测电动势的测量就不准确。
4.使用UJ-25型直流电位差计时，在测定过程中，若检流计光标总往一个方向偏转，可能是哪些原因引起的？答：（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了；（2）电路中的某处有断路；（3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围2.碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定1.阳极极化曲线对实施阳极保护有什么指导意义？答：分析研究极化曲线，是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。
2.恒电流法和恒电位法俩种方法所测绘出的极化曲线有何异同？答：恒电流法是恒定电流测定相应的电极电位，恒电位法是恒电位测定相应的电流。
电池电动势法测定氯化银的溶度积ppt课件
AgNO3 溶液
0.1000mol/L
本实验所有试剂均为分析纯，溶液用重蒸馏水配置。
5
四、实验步骤
1、电极制备 Ag-AgCl电极的制备方法见实验二十。 将表面经过清洁处理的自制铂丝电极作阴极，
把经金相沙纸打磨光洁的银丝电极作阳极，再镀 银溶液中进行镀银。电流控制在5mA左右，40分 钟后即可在铂丝点击上镀上白色紧密的镀层。将 镀好的银电极用蒸馏水仔细冲洗，然后以此银电 极为阳极。另选一铂丝或铂片电极为阴极，对 0.1mol.L-1盐酸溶液进行电镀，电流仍控制在5mA 左右，通过20分钟后就可在银电极表面形成AgAgCl 镀层（呈紫褐色）。此Ag-AgCl电极不用时 应置于含有少量AgCl沉淀的稀盐酸溶液中，并放 于暗处保存。
lg aAg
3
电池的电动势为两电极电势之差。
左
Ag / AgCl
2.303RT F
lg
K SP
2.303RT F
lg
aAg
右
Ag / AgCl
2.303RT F
lg
aCI
E
右
左
2.303RT F
lg
K SP
2.303RT F
lg
aAg
实验九 电池电动势法测定 氯化银的溶度积
1
一、目的要求 1、学会用电池电动势法测定氯化银 的溶度积。 2、加深对液接电势概念的理解即学 会消除液接电势的方法。
2
二、实验原理
电池电动势法是测定难溶盐溶度积的常用方 法之一。测定氯化银的溶度积，设计电池如下：
Ag(S)-AgCl(S)｜ＫCl(α1)‖AgNO3(α1)｜AgCl(S) -Ag(S)
溶度积常数及其应用ppt课件
10
【例题5】已知：25°C时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12， Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是
A. 25°C时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比， 前者的c(Mg2+)大
B. 25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl 固体，c(Mg2+)增大
C. 25°C时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水 中的Ksp比在20mL 0.01mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小
D. 25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
答案：B
11
【例题6】某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是
3
【例题1】下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 A. 反应开始时溶液中个离子浓度相等 B. 沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速
率相等 C. 沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度
相等，且保持不变 D. 沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该
沉淀物，将促进溶解
答案：B
4
已知Ag2SO4的Ksp 为2.0×10-5，将适量Ag2SO4固体溶于 100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变 化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)＝0.034mol·L-1）。 若t1时刻在上述体系中加入100mL0.020mol·L-1Na2SO4 溶液， 下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间 变化关系的是
（提示：BaSO4(s)
Ba2+ (aq)＋SO42－(aq)的平衡常数Ksp
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（K SP ）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：RTE E ln a B B（16-1）zF B式中：z 为电池反应的转移电子数，B为参加电极反应的物质 B 的化学计量数，产物B为正，反应物 B 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），Hg2Cl2（s）│KCl（饱和）││ AgNO3（0.0100 mol L·-1）│ Ag（s）（+）在上述电池中用到的三个电极是：（1银电电极反应1：Ag (0.01mol L 1) e Ag16-2)E Ag /Ag E AgRT /Ag F ln a Ag其中：E Ag /Ag 0.79910.00097(t 25) V式中：t 为摄氏温度（下同），（2）甘汞电极：电极反应：HgCl 2 （s） 2e 2Hg（l） 2Cl （a Cl）（16-3）E Hg 2Cl 2(s)/Hg E Hg 2Cl 2(s)/HgFlna Cl 对于饱和甘汞电极，温度一定时， a Cl为定值，因此饱和甘汞电极电位与 温度有关，其关系式为： E Hg 2Cl 2(s)/Hg 0.2415 0.00065(t 25) V(3) 银—氯化银电极电极反应AgCl(s) e Ag Cl (a C' l )(16-4)根据溶度积关系式 a A 'ga C' lK sp 得E{ AgCl( s) / Ag}RT ' E {Ag / Ag} R F Tln a 'AgRT KspE {Ag / Ag} ln 'spF a C' lRT RTE {Ag /Ag}F lnK sp F ln a C 'lRT '式中：E { AgCl ( s)/ Ag}RTE {Ag / Ag} ln K SP 0.2224 0.000645(t 25) 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=E Ag /Ag E AgCl(s)/AgRT RT RT=E { Ag /Ag} F ln a(E {Ag / Ag} ln K SP F F lna )RTRT= ln FK SP F ln(a Ag a cl )整理得：EFKSP aAg aclexp RT(16-6) 因此，给定电池 (I)中左右半电池活度 a C 'l和a Ag，若测得电池(I )的电动势，依上式即可求出 AgCl 的溶度积常数电池电动势一般采用 Poggendorff 对消法测定。
《物化问题及答案》实验十六 电导法测定氯化银的溶度积和溶解度思考题
实验十六 电导法测定氯化银的溶度积和溶解度思考题1、电导、电导率和摩尔电导率是如何定义的？三者分别以何符号表示？三者之间有何联系和区别?2、电导池常数K 的物理意义是什么?其数值如何测得?3、在运用公式c m /κ=Λ进行有关计算时，c 的单位是什么？4、极限摩尔电导率∞Λm 的物理意义和用途分别是什么？5、对于强、弱电解质，获得其∞Λm 分别有哪几种方法？6、对于强电解质难溶盐，如何理论计算其m Λ？为什么？7、难溶盐饱和溶液的电导率就是难溶盐的电导率吗？为什么？8、简述难溶盐溶解度和溶度积的区别?9、温度对电解质溶液的电导、电导率和摩尔电导率是否有影响?有何影响？10、科尔劳施公式c A m m -Λ=Λ∞成立的条件是什么？11、电导率的测定为何用交流电而不用直流电？12、简述用DDS-11A 型电导率仪测定溶液电导率的步骤?13、简述用DDS-11A 型电导率仪测定AgCl 溶解度和溶度积的步骤?答案：1、电导G 为电阻R 的倒数，表示导体的导电能力大小。
电导率κ为单位体积导体的电导。
摩尔电导率m Λ为单位浓度电解质溶液的电导率。
三者均反映导体的导电能力，对第二类导体电解质溶液而言，电导对电解质溶液的体积和浓度均没有限制，而电导率和摩尔电导率则分别对电解质溶液有体积限制和浓度限制，分别为单位体积电解质溶液和单位浓度电解质溶液的电导。
2、电导池常数K 为电导池两极之间距离 与极板面积A 之比值，对于指定的电导池，K 为常数。
K 值可通过测定已知电导率κ的电解质溶液的电阻R ，利用公式K= /A=κR 求得。
3、3-⋅m mol 。
4、∞Λm 为无限稀电解质溶液的摩尔电导率，由∞Λm 和m Λ可计算弱电解质稀溶液的电离度=αα,m Λ/∞Λm 。
5、对于强电解质，获得其∞Λm 有实验测定和理论计算两种方法，前者为以m Λ对c 作图，在低浓度下直线在纵轴（即横坐标c =0时）上的截距，后者为∞Λm =∞--∞++Λ+Λm m νν 。
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五、数据处理
1、记录上述电池的电动势值。 2、已知25℃时0.1000mol/L硝酸银溶液中银离子 的平均活度系数为0.731，0.1000mol/L氯化钾溶 液中氯离子的平均活度系数为0.769，并将测得的 电池电动势值代入上式，求出氯化银的溶度积。 3、将本实验测得的氯化银的溶度积与文献值比较。
AgNO3 溶液
0.1000mol/L
本实验所有试剂均为分析纯，溶液用重蒸馏水配置。
四、实验步骤
1、电极制备 Ag-AgCl电极的制备方法见实验二十。 将表面经过清洁处理的自制铂丝电极作阴极，
把经金相沙纸打磨光洁的银丝电极作阳极，再镀 银溶液中进行镀银。电流控制在5mA左右，40分 钟后即可在铂丝点击上镀上白色紧密的镀层。将
氯化银的溶度积
一、目的要求
1、学会用电池电动势法测定氯化银 的溶度积。
2、加深对液接电势概念的理解即学 会消除液接电势的方法。
二、实验原理
电池电动势法是测定难溶盐溶度积的常用方 法之一。测定氯化银的溶度积，设计电池如下：
Ag(S)-AgCl(S)｜ＫCl(α1)‖AgNO3(α1)｜AgCl(S) -Ag(S)
镀好的银电极用蒸馏水仔细冲洗，然后以此银电
极为阳极。另选一铂丝或铂片电极为阴极，对 0.1mol.L-1盐酸溶液进行电镀，电流仍控制在5mA 左右，通过20分钟后就可在银电极表面形成AgAgCl 镀层（呈紫褐色）。此Ag-AgCl电极不用时 应置于含有少量AgCl沉淀的稀盐酸溶液中，并放 于暗 左 A /A gg 2 C .3 F lR 0 lK T g 3 S P 2 .3 F R 0 la T g 3 A g
右 A /g Ag C2l.3F0 R3lTg aCI
2 .3R 0T 32 .3R 0T 3
E 右 左 FlK g S P Fla g A g a C I
六、思考题
1. 盐桥有什么作用？选用作盐桥的物质应有什么原则？ 2. UJ-25型电位差计测定电动势过程中，有时检流计 向一个方向偏转，分析原因。
畅想网络
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2、电池的组合
组合下列电池
Ag(S)-AgCl(S)｜ＫCl(α1)‖AgNO3(α1)｜AgCl(S) Ag(S)
3、电池电动势的测量
用UJ-25型电势差计测量25℃时电池的电动势值。 电池电动势的测定可将电池置于25℃的超级恒温 槽中进行。测定时，电池电动势值开始时可能不 稳定，每隔一定时间测定一次到测定得稳定为止。
银-氯化银电极的电极电势可用下式表示：
A/g Ag CA l /g Ag C 2.l3FR 0l3 T g aCl
由于氯化银的溶度积KSP为: 此两式互相代入得 :
KSPaAgaCl
A /A gg C A /A g l g 2 C .3 F l R 0 lK T g 3 S P 2 .3 F R 0 la T g 3 A g
整理后得
lg K SP 2.3 E0 R F 3 T lg aA gaCI
若已知银离子和氯离子的活度，测定了电池的电动势值就
能求出氯化银的溶度积。
三、仪器试剂
UJ-25型电势差计及附件
1套
超级恒温槽
1台
粗试管
2只
烧杯
3只
Ag-AgCl电极
2支
饱和硝酸钾盐桥
1支
KCl 溶液
0.1000mol/L