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应用实验报告引言电池是我们日常生活中不可或缺的能源供应装置,它的电动势是衡量电池性能的重要指标。
本实验旨在通过测定电池的电动势,了解电池的工作原理,并探索电池在实际应用中的一些可能性。
实验方法1. 实验仪器与材料本实验使用的仪器有:直流电压表、电流表、可变电阻箱、导线等。
材料包括:干电池、铜片、锌片等。
2. 实验步骤(1)将干电池的正极与铜片连接,负极与锌片连接,形成一个闭合电路。
(2)将直流电压表的正极与铜片连接,负极与锌片连接,测量电池的电动势。
(3)通过调节可变电阻箱的电阻,改变电路中的电流强度,记录电压和电流的变化。
(4)根据测得的数据,绘制电压与电流的关系曲线。
实验结果通过实验,我们得到了以下数据:电流(A) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5电压(V) 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7根据实验数据,我们可以绘制出电压与电流的关系曲线。
从图中可以看出,电压随着电流的增大而逐渐降低,呈现出线性的负相关关系。
讨论与分析1. 电池的内阻根据欧姆定律,我们可以通过实验数据计算出电池的内阻。
内阻的大小会影响电池的电动势稳定性和输出能力。
通过实验计算,我们得到电池的内阻为0.8欧姆。
2. 电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
在干电池中,锌片发生氧化反应,释放出电子,形成负极;铜片则接受电子,发生还原反应,形成正极。
这种化学反应产生的电子流动就是电池的电流。
3. 电池的应用电池作为一种便携式能源装置,广泛应用于日常生活和工业领域。
它可以为各种电子设备提供电力,如手机、手提电脑、闹钟等。
此外,电池还可以用于储能系统,如太阳能电池板储存太阳能,以备不时之需。
结论通过本次实验,我们成功测定了电池的电动势,并了解了电池的工作原理。
通过分析实验数据,我们得出了电压与电流之间的关系,并计算出了电池的内阻。
电池作为一种重要的能源装置,具有广泛的应用前景。
原电池电动势的测定实验报告电动势的测定及应用

原电池电动势的测定实验报告电动势的测定及应用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96500C mol 1);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:Zn(s) ZnSO4(m1) CuSO4(m2) Cu(s)符号“|”代表固相(Zn或Cu)和液相(ZnSO4或CuSO4)两相界面;“‖”代表连通两个液相的“盐桥”;m1和m2分别为ZnSO4和CuSO4的质量摩尔浓度。
原电池电动势的测定及应用实验报告

原电池电动势的测定及应用实验报告实验报告:原电池电动势的测定及应用一、实验目的:1.学习如何测定原电池的电动势。
2.了解原电池的构造和工作原理。
3.研究原电池的应用。
二、实验仪器和材料:1.原电池(例如锌银电池、铜锌电池等)2.电流表3.电位计4.导线5.开关6.电阻箱7.连接板8.电源三、实验原理:原电池是一种将化学能转化为电能的装置,由两个不同的金属或合金及其周围的电解质溶液组成。
在原电池中,金属条与电解质之间的化学反应产生电流。
电动势是原电池提供给外部电路单位正电荷所需的能量。
电动势的实际值与原电池的化学反应和电化学平衡有关。
四、实验步骤及数据处理:1.将原电池、电流表、电位计以及电阻箱按照电路图连接好。
2.打开开关,通过调节电阻箱中的电阻,使电流表示数保持在一个恒定的值。
3.根据电位计的示数和电流表的示数,计算出原电池的电动势。
五、实验结果与分析:根据电位计的示数和电流表的示数,我们进行了多组实验,并计算出了不同条件下原电池的电动势。
在分析实验结果时,我们可以发现,原电池的电动势与电流的大小无关,主要取决于原电池中的化学反应和电化学平衡。
不同种类的原电池,其电动势可能会有所不同。
六、实验应用:1.用于供电:原电池可以直接为电器设备或电路提供稳定的直流电源。
2.计算电动势:通过测量原电池的电动势,我们可以了解原电池的性能与工作状态,判断其是否需要更换或维修。
3.进行电解实验:原电池可以为电解实验提供所需的电流。
4.进行电池组装:原电池可以通过串联或并联的方式组装成电池组,提供更大的电动势和容量。
七、实验总结:通过本次实验,我们学习了如何测定原电池的电动势,并了解了原电池的构造、工作原理和应用。
电动势是一个重要的物理概念,对于理解电路的工作原理和实际应用具有重要意义。
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。
原电池电动势的测定与应用实验报告

原电池电动势的测定与应用一、实验目的1.掌握电位差计的测定原理和原电池电动势的测定方法。
2.加深对可逆电极、可逆电池、盐桥等概念的理解。
3.测定以下电池(I )及电池(II )的电动势。
4.了解可逆电池电动势测定的应用二、实验原理电池的书写习惯是左方为负极,右方为正极。
负极进行氧化反应,正极进行还原反应。
如果电池反应是自发的,则电池电动势为正。
符号“∣”表示两相界面,“‖”表示盐桥。
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之差就等于该可逆电池的电动势。
规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差,即: 原电池电动势的测定负极反应:()e Cl Hg Cl Hg 221-+→+饱和 正极反应:Ag e Ag →++总反应: ()Ag Cl Hg Ag Cl Hg 2221-+→+++饱和银电极的电极电势:+++-=Ag oAg/Ag Ag/Ag a 1ln F RT ϕϕ ()25t 00097.0799.0oAg/Ag --=+ϕ []0.02Ag a Ag =≈++饱和甘汞电极的电极电势:--=Cl oa 1ln F RT 饱和甘汞饱和甘汞ϕϕ ()25t 00065.02415.0--=饱和甘汞ϕ从上述电池的两个电极电位可算出电池的理论电动势,将测定值与之比较。
电池(II ):()()Pt |Q Q NaAc L 0.2mol HAc L 0.2mol H ||饱和KCl |Cl Hg |Hg 2H -1-122⋅⋅+⋅+正极反应:()()()氢醌OH H C 2e 2H 醌O H C 246246→+++醌氢醌电极电极电势:pH F2.303RT a 1ln F RT o醌氢醌H o醌氢醌醌氢醌-=-=+ϕϕϕ 电池(I ):()()Ag|L mol 0.02AgNO ||KCl |Cl Hg |Hg -1322⋅饱和()25t 0.000740.6994o醌氢醌--=ϕ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。
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The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020原电池电动势的测定及其应用实验报告林传信 高分子101 1017051012一、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=+ϕ—-ϕ=右ϕ—左ϕ 氧化还原ααϕϕθln ZF RT -=-+ 氧化还原ααϕϕθln _ZF RT -=- R=8.314J •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(44⑷Cu L mol CuSO Cu L mol CuSO )1.0()01.0(44四、数据处理实验室温度T=281.15 标准电动势Es=1000.03mV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。
物理化学实验电池电动势的测定及应用实验报告和完整实验数据

实验名称:电动势的测定及其应用实验目的:加深对可逆电池,可逆电极、盐桥等概念的理解;熟悉有关电动势的基本计算,学会用电动势法测定溶液的pH值实验原理:在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有满足∆G=−nFE;同时被测电池反应本身是可逆的,即只有无限小的电流通过电池;使用盐桥,减少液接电势;用补偿法原理设计的电势差计进行测量操作步骤:数据处理:<项目1>查阅文献数据,铜锌原电池标准电极电势理论值为1.108V,实测0.943V,实测值偏小<项目2>根据公式pH=0.4536−E0.0591,代入上述实验数据,可以得到:0.05mol/L的HAc溶液pH值为3.0360.10mol/L的HAc溶液pH值为2.865分析与讨论:1.每次测完电解质溶液温度,须将温度探头取出,避免探头腐蚀,2.勿将电极插入电解池底部,以免搅拌子损坏电极;同时测量电动势时需关闭搅拌,以保证溶液平稳思考题::电位差计,是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置,能直接给出待T1测电池的电动势值,测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短,以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态;标准电池,是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降;检流计,用来检验电动势是否对消,在测量过程中,若发现检流计受到冲击,应迅速按下短路按钮,以保护检流计;工作电池,为整个电路提供电源,其值不应小于标准电池或待测电池的值:电池,包括工作电池、标准电池和待测电池的正负极接反了;电路中的某处有断路;T2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:对消补偿法;原理,在一待测电池上并联一个大小相等,方向相反的外加电动势与T3电池电压相抗,减缓电池反应的进行,使得回路中的电流趋于零或待测电池中没有电流流过,外加电势差的大小即为待测电池的电动势:用盐桥将两溶液连接后,盐桥两端有两个液接界面,扩散作用以高浓度电解质的阴T4阳离子为主,而其是盐桥中电解质阴阳离子迁移速率几乎相等,所以形成的液接电位极小,可基本消除液接电势T:使甘汞电极电势增大,造成测定的原电池电动势偏小5:采用最后三次的数据,是因为电池开始使用时电动势会比较大,再往后面电动势会T6比较趋于稳定,再取其平均值得出的数据误差较小。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
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: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)(—)Ag(s),AgCI(s) | KCl (0.0200 mol L-1) || AgN0 3(0.0100 molL・-1)I Ag (s) (+)(2) (一) Hg (l),Hg2Cl2 (s)| KCl (饱和)|| AgNO3 (0.0100 mol L-1)I Ag (s) (+)在上述电池中用到的三个电极是:2Hg(l) 2Cl (a Cl ) (16-3)(1) 银电极:电极反应: Ag (0.01mol L 1) e Ag (16-2)RTE Ag /Ag E Ag /Ag 卩ln a Ag其中: E Ag /Ag 0.7991 0.00097(t 25) V式中:t为摄氏温度(下同),(2) 甘汞电极:电极反应:HgCl2(s) 2eE Hg 2Cl 2(s)/Hg E Hg 2Cl 2(s)/Hg RTIn a CI F CI 对于饱和甘汞电极,温度一定时, a CI 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 2CI 2(s)/Hg 0.2415 0.00065(t 25) V (3) 银一氯化银电极 电极反应AgCI(s) e Ag Cl (a CI ) (16-4) 根据溶度积关系式a aCI K sp 得{Ag /Ag} RT FInaAgRT .K sp {Ag /Ag}In ' p卜a CI{Ag /Ag} RT In K sp Ag E{AgCI(s)/Ag} E E E {AgCI(s)/Ag} RTma CI F CI RTmad F CI (16-5)RT 式中:E {AgCI(s)/Ag} E {Ag / Ag} In K SP 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) E E =E Ag E /Ag E AgCI(s)/Ag RT {Ag /Ag} —Ina Ag (E 0.2224 0.000645(t 25) V ,其电动势可表示为: RT{ Ag /Ag} — In K SPRT Fn acl )=旺F 整理得:In K sp 少(%a cI )K SP a Ag acIexo(16-6)(I)中左右半电池活度a CI 和a Ag AgCI 的溶度积常数。
因此,给定电池 势,依上式即可求出 电池电动势一般采用Poggendoff 对消法测定。
根据欧姆定律,电池电动势E I(R r) V Ir ,r 为电 池内阻。
当回路中电流I 0时,此时E=V ,这就是 对消法的基本原理,其测量方法如图 1所示。
当K 与E N 连接时,移动接触点C ,使G 中无电流通过, 此时AC 上的电位降等于标准电池的电动势,又因 AB 是均匀电阻,故有 RT ,若测得电池(I)的电动标淮电池E N AC V AB AB而当K 与待测电池E X 连接时,移动触点C',使回路中G 上电流为零,贝图1对消法原理示意图E X AC' V AB ABE X AC' 1? AC在温度一定时,标准电池电动势 E N 是定值,只要测量 AC 和AC',就可求得待 测电池的电动势E X 。
三、 仪器和药品:仪器和材料:UJ — 25型直流电位差计(或数字式电位差综合测试仪);直流复射 式检流计(10-9A/mm );毫安表;标准电池;甲级干电池(甲电池);饱和甘汞 电极;银电极;银丝(纯度 99.5%) ; KN03盐桥;10mL 小烧杯;电阻箱。
药品:饱和KCl 溶液;0.0200 molL ・-1KCI 溶液;0.1 mol L -1HCI 溶液;稀氨水。
四、 实验步骤:1. Ag/AgCl 电极制备取经退火处理过、直径约为0.5mm 的银丝3根, 用金相砂纸擦至发亮以除去银丝表面的氧化物,然后 在稀氨水中浸泡数分钟。
取出用高纯度水洗净,再用 滤纸吸干备用。
将其中二根银丝作阳极,另一根作阴 极,分别插入0.1M 的HCI 溶液中,按图2所示的线 路接通电路,调节电阻使阴极电流密度大约为 5mA/cm 2,电解20分钟,使银丝表面覆盖一层棕黑 色的AgCl 镀层。
镀层以均匀、致密为好。
电解完毕取出制好的电极,用纯水洗净,再用滤纸吸干(但不可用滤纸摩擦,以防镀层差最大可达土 5mV ,但该电极稳定性尚好,可用作参比电极。
1, 2-银电极;3- 电阻箱;4-电源电极制备:电流值的选取(按电流密度 3mA/cm 2,浸入0.1MHCI 中,长度为2cm (2根), 银丝直径为0.5mm 计算)银丝表面积2n R*h=nD n *hI=P I *S=5mA/cm 2*{ n*0.5*10「*2cm/根*2 根}=3.14mA , 取 3mA若银丝长度为 3cm,则 l=P I *S=5mA/cm 2*[3.14*0.5*10-1*3cm/根*2 根]=4.2mA 约 4.5mA在HDY-1恒电流仪上,若量程为10mA ,电流量为-0.3mA,电压为+-0.45mA*(10mA )=4.5mA此时,红色夹子为“ + ”极,通过的电流密度为5mA/cm 2剥落)。
由于拉丝时引入杂质,电极电位偏 示意图 图2电极制备装置2.盐桥的制备所谓“盐桥”,是指正负离子迁移数比较接近的盐类溶液(如 KCI、KN0 3 和NH4NO3等水溶液)所构成的桥,用来连接两个半电池中的两个溶液,使其不直接接界,以消除或减小液体接界电势。
以KNO3盐桥为例,其制备方法是以琼胶:KNO3 : H2O=1.5: 20: 50的比例加入到烧杯中,加热溶解,用滴管将其灌入干净的U形管中,U形管中及管端不能留有气泡,冷却后待用。
3.组建电池(I)用1支Ag/AgCl电极、一个KNO 3盐桥和一支Ag/Ag +电极组成电池(I), 并依照电位差计使用说明,接好电动势测量线路。
注意:标准电池、工作电池的正、负极不能接错。
盐桥在插入之前要用蒸馏水淋洗(切勿用自来水!),并用滤纸轻轻擦干,插入时注意在 U形管口不要留有气泡。
两烧杯的液面基本平齐。
为了节省溶液,液面在烧杯 1/3~1/2处即可。
4.校正工作电流先读取环境温度,校正标准电池的电动势,调节直流电位差计面板右上方标准电池温度补偿旋钮至计算值。
将转换开关拨至“ N”处,转动电位差计面板右方的工作电流调节旋钮“粗”“中” “细” “微”,使工作电流符合标准,校正完毕后,右方的工作电流调节旋钮在测定过程中不要再动。
5.测电池(I)电池电动势将转换开关拨至未知“ X1”或“X2”处,将一支Ag/AgCl电极浸在0.0200 mol L-1KCl溶液中,测量此电池的电位,直至电位值在2~3分钟内基本不变(变化<0.1mV)为止。
Ag/AgCl电极在安装时应注意,勿将露出的银与溶液接触。
重复测定步骤,再测另一支 Ag/AgCl电极的电位。
6.组建电池(U)用饱和甘汞电极、KNO3盐桥和银电极组成电池(U)。
安装甘汞电极时应注意拨去橡皮套和橡皮塞,并使甘汞电极内的液面高出烧杯中的液面。
7.测电池(U)电池电动势按步骤5测定。
五、数据处理:A •理论值计算(实验温度 T=14 C):(1) E 甘汞电极= 0.2415-0.00065 (14-25) =0.2487 (V)AE Ag/Ag+ = 0.7991-0.00097 (14-25) =0.8098 (V)gE Ag/AgCl = 0.2224-0.000645 (14-25) = 0.2295 (V)⑵ 电池 I : E= E+ - E- = E 0Ag/Ag+ + RT/F lna Ag+ — E 0Ag/Agcl + RT/F lna cl-= 0.8098- 0.2295+ (8.314*287.15/96485)* In (0.01*0.9*0.02*0.8)=0.3614 (V)电池U: E'= E + - E - = E %g/Ag+ + RT/F ln a Ag+ - E ° 甘汞电极-RT/F ln a cl-=0.8098-0.2487+ RT/F ln a Ag+/ a cl- =0.4474 (V)(3) E = E 0Ag/Agcl - E 0Ag/Ag+ - RT/F ln( 1/K sp)=0(平衡)In K sp = — EF/RT= -(0.5803*96485)/ (8.324*287.15) = -23.9523988K SP=3.95585*10「11B •实验值:实验温度:14C _ 大气压: 102.10kPa ____________实验温度下的标准电动势 1.01884V 二1.电池(1):(一) Ag(s),AgCI(s)|KCI(0.0200 mol L-1)||AgNO 3(0.0100 mol L-1)| Ag(s)(+)六、讨论注意的问题:1.测定线路接入时,标准电池应最后接入。
2.测定时,按钮不能长时间按下。
3•电极制备时,AgCl镀层应尽量卡些(浸入 HCI液中的银丝应尽量长些)以免测定时未镀AgCl的银丝浸入溶液。
4.测量时小烧杯内溶液尽量等高。
5.甘汞电极使用时应拔去橡皮塞和橡皮套,电极内应有KCl晶体,电极内应有KCl晶体,电极内液面应高于小烧杯内液面。
6.电极制备时,电流大小的制备匸J*A测。
七、思考题:1、实验前为什么要读取室温?答案:为了求出室温下标准电池的电动势值,用于标准电池的校正。
2、如何测定未知电池的电动势(操作)答案:1)拔出“外标插孔”的测试线,再用测试线将被测电池按正、负极对应插入“测量插孔”。
2)将“测量选择”旋钮置于“测量”,将“补偿”旋钮逆时针旋到底。