电动势的测定及其应用实验报告思考题
电池电动势的测定及其应用 (预习思考题)
原电池电动势的测定及应用预习思考题1．对消法的原理是什么?为何测电动势不能使用伏特计?答：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，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。
电池的电动势不能直接使用伏特计测量，要准确测定电池的电动势，只能在无电流通过的情况下进行。
2．测电动势时为何要使用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系?答：双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势，减小误差，使测定的电解液的电动势更准确。
选择盐桥中电解质的要求是（1）高浓度（通常是饱和溶液）；（2）电解质正负离子的迁移率接近相等；（3）不与电池中的溶液发生反应,具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应。
3．电极制备有何要求？何为可逆电极？如何实现可逆？答：铂电极和饱和甘汞电极在使用前用蒸馏水淋洗干净。
若铂电极的铂片上有油污，应将其用丙酮浸泡，然后再用蒸馏水淋洗干净。
铜电极在使用前需进行处理。
首先在稀硝酸内浸洗，取出后用蒸馏水冲洗，然后用铜电极作阴极，铜棒作阳极，在镀铜溶液中进行电镀。
电流密度控制在20mA·cm-2左右，电镀约15min，取出后用蒸馏水淋洗。
锌电极先用稀硫酸浸洗，取出后用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和硝酸亚汞溶液5s，取出后用滤纸擦干，使电极表面有一层均匀的汞齐，再用蒸馏水淋洗，最后用少许所测溶液淋洗即可使用。
醌氢醌电极的制备，取少许醌氢醌固体投入未知pH溶液中，搅拌使其成饱和溶液，然后插入铂电极即可。
可逆电极:电极反应是可逆的，通过电极的电流非常小，电极反应是在平衡电位下进行的电极。
实现电极可逆:电极反应要可逆，使得通过电极的电流非常小，维持电位的平衡。
4．醌氢醌电极可否在碱性条件下使用，为什么?答：弱碱性可以，强碱性不可以，因为醌氢醌电极在pH>8.5以上的介质中，电极电势不稳定，在有其他氧化剂或还原剂存在时会引起误差，故仅能用于弱酸或弱碱性溶液，不能用于强碱性溶液的测定。
电动势的测定及其应用实验报告思考题
电动势的测定及其应用实验报告思考题实验目的本次实验的目的是掌握电动势的测量方法，了解电动势的定义，以及在实际应用中的一些基本知识。
实验原理电动势（EMF）是指一个电池或电源在没有任何负载时所能产生的电压。
电动势的单位是伏特（V）。
电动势的一般符号为“ε”。
电动势也可以理解为电压源，它是为了产生电流而存在的。
通常情况下，电动势和电源都指代同一个概念，但是在某些情况下，它们有些微妙的区别。
例如，电源是一个电子设备，它可以将不同形式的能量转换为电能；而电动势则强调它本身是电压的来源。
电动势只有在电路中有负载时才能够释放出全部能量，也就是产生电流。
当一个电池连接到一个负载时，它的电动势会降低，这被称作内阻。
实际的电源都存在着内阻，因此在所有的电子电路中都应该考虑内阻的影响，这可以用欧姆定律来表示。
实验步骤1.测量电源的电动势将多用表的电位测量范围降到2V，将正负电极分别接入到电源的正负极，记录稳定电位测量值。
2.测量外电阻将多用表的电阻测量范围切换到100KΩ时，测量外电阻的电阻值。
3.测量总电阻将多用表的电阻测量范围切换到10kΩ时，用测量值减去外电阻的电阻值，得到总电阻的电阻值。
实验结果通过上述实验步骤，我们得到了以下实验数据：电动势：1.5V外电阻：10KΩ总电阻：9.85KΩ根据欧姆定律，计算出电流：E=IR，I=1.5V/9.85KΩ=0.152A。
思考题1.为什么需要测量电动势？电动势作为一个电源的重要参数，它的测量可以帮助我们了解电源的性能和状况。
在实际应用中，我们需要根据负载的需求来选择电源，因此测量电动势可以帮助我们保证负载电路的正常工作。
2.实验中如何排除误差？实验中可能存在测量误差，我们可以通过以下措施来排除误差：（1）测量之前，应该确保电源已经处于稳定状态，避免误差的出现。
（2）测量电阻时，应该选用高精度的电子电阻表，避免误差的出现。
（3）在进行测量时，应该尽可能减少电路中其他对电路影响的元器件，如电线、接头、插头等，避免误差的出现。
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。
实验五电动势的测定与应用(精)
一、实验目的与要求
• 1.掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的 方法 • 2.学会一些电极的制备和处理方法，加深对原电 池、电极电势等概念的理解 • 3.测量下列电池的电动势： (1)Zn|ZnSO4(0.1000mol/L)‖KCl(饱和)|Hg2Cl2,Hg (2)Hg,Hg2Cl2|KCl(饱和)‖CuSO4(0.1000mol· L-1)|Cu (3)Zn|ZnSO4(0.1000mol· L-1)‖CuSO4(0.1000mol· L1)|Cu
• Zn电极的电极电势：
Zn
2
/ Zn
Zn 2 / Zn
a RT ln Zn 2 F aZn2
(1)
• Cu电极的电极电势：
Cu
2
/ Cu
Cu 2 / Cu
a RT ln Cu 2F aCu2
(2)
• Cu-Zn电池的电池电动势：
RT aZn2 EE ln 2 F aCu 2
Zn m1
2
Cu m2
2
•
是离子的平均离子活度系数。其数值大小
与物质浓度、离子的种类、实验温度等因 素有关。
四、仪器与试剂
• • • • • • • • SDC数字电位差综合测试仪 一台 锌电极 2支 铜电极 2支 甘汞电极 2支 KCl溶液(饱和) ZnSO4(0.1000mol/L) 电线 CuSO4(0.1000mol/L) 硫酸 硝酸 饱和KCl盐桥 饱和KNO3盐桥 硝酸亚汞溶液(饱和) 烧杯 电极架 砂纸
• 3.电动势的测定 • （1）校验 A.用测试线将被测电动势按“+” 、“-”极性与 “测量插孔”连接。 B.将“测量选择”旋钮置于“内标”。 C.将“10°”位旋钮置于 “1”，“补偿”旋钮逆 时针旋到底，其他旋钮均置于“0”，此时，“电 位指示”显示 “1.00000”V。 D.待“检零指示”显示数值稳定后，按一下“采 零”键，此时，检零指示应显示“0000”。
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。
电动势的测定及其应用实验报告思考题
电动势的测定及其应用实验报告思考题电动势的测定及其应用实验报告思考题引言：电动势是电源驱动电流流动的能力，是电流的推动力。
在电路中，电动势的测定是非常重要的，它可以帮助我们了解电源的性能和电路的工作状态。
本实验报告将探讨电动势的测定方法以及其在实际应用中的意义。
一、电动势的测定方法1. 用电压表测量法：通过将电压表连接到电源的正负极上，可以直接测量到电源的电动势。
这种方法简单易行，但需要注意电压表的内阻对测量结果的影响。
2. 用电流表测量法：通过将电流表连接到电源的正负极上，测量电源驱动的电流大小，可以间接计算出电源的电动势。
这种方法需要考虑电流表的内阻对测量结果的影响，并且需要保证电路中没有其他电阻。
3. 用伏安法测量法：通过连接一个已知电阻和一个电流表在电路中，测量电路中的电压和电流大小，可以计算出电源的电动势。
这种方法需要考虑电流表和电阻的内阻对测量结果的影响，但相对较为准确。
二、电动势的应用实验1. 串联电池电动势测定：在实验中，我们可以通过串联多个电池，然后使用电压表或者伏安法测量法来测定电池组的总电动势。
这可以帮助我们了解电池组的工作状态以及电池的寿命。
2. 太阳能电池电动势测定：太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。
通过使用电压表或者伏安法测量法，我们可以测定太阳能电池的电动势，以评估其性能和效率。
3. 燃料电池电动势测定：燃料电池是一种将燃料和氧气反应产生电能的装置。
通过使用电压表或者伏安法测量法，我们可以测定燃料电池的电动势，以评估其能量转化效率和可持续性。
三、电动势测定的意义和应用1. 评估电源性能：电动势的测定可以帮助我们评估电源的性能，包括电动势的大小、稳定性和可持续性。
这对于选择合适的电源和优化电路设计非常重要。
2. 优化能量转化效率：电动势的测定可以帮助我们了解能量转化过程中的能量损失情况，从而优化能量转化效率。
例如，在太阳能电池和燃料电池中，电动势的测定可以帮助我们评估能量转化的效率，并提出改进方案。
电动势的测定
电动势的测定及其应用1.思考题1. 为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？而不能使用伏特计来测量？答：要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行，对消法可达到此目的。
伏特计与待测电池接通后，要使指针偏转，线路上必须有电流通过，这样一来变化方式不可逆，所测量结果为有“极化”现象发生时的外电压。
2.在原电池电动势测量过程中，需要使用标准电池，标准电池的一个重要特点是什么？答：标准电池很稳定，且其电动势受外界环境的影响不。
1.锌电极为何要汞齐化？汞齐化时间的过长对锌电极有何影响？答：由于制备的Zn电极稳定性较差，所以必须进行汞齐化。
汞齐化的目的是为了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位。
（这是现在实验中用铜电极来代替锌电极的原因）2.测量双液电池的电动势时为什么要使用盐桥？答：为了消除液接电位，必须使用盐桥3.作为盐桥使用的电解质有什么要求？答：（1）盐桥电解质不能与两端电极溶液发生化学反应；（2）盐桥电解质溶液中的正、负离子的迁移速率应该极其接近；（3）盐桥电解质溶液的浓度通常很高，甚至达到饱和状态。
4.在电池电动势测量应用中，进行什么控制条件的变化、用什么方法可以计算标准电池电动势E O（或标准电极电位φO）和离子的平均活度系数γ±？答：可以从大到小地改变电解质物质的浓度，作E～ln(mi)变化曲线，然后外推到浓度趋于零，在与纵坐标的交点处的数据来或得标准电池电动势E O（或标准电极电位φO），再将得到的标准电池电动势E O（或标准电极电位φO）代回到电池的Nernst方程中，计算得到离子的平均活度系数γ±。
2.讨论1）电动势的测量方法，在物理化学研究工作中具有重要的实际意义，通过电池电动势的测量可以获得氧化还原体系的许多热力学数据。
如平衡常数、电解质活度及活度系数、离解常数、溶解度、络合常数、酸碱度以及某些热力学函数改变量等。
2）电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能的做到在可逆条件下进行。
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电动势的测定及其应用实验报告思考题
1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？
答：电位差计：对消法(补偿法)测定电池电动势；
标准电池：标定工作电池的工作电流；
检流计：检测线路中电流的大小和方向；
工作电池：提供工作电流。
保护：（1）电位差计：旋动调节按钮时应避免过快或过于用力而损坏仪器；不用时将（N、
X 1、X
2
）转换开关放在“断”的位置上。
（2）标准电池：使用温度4-40℃；不要振荡、倒置，
携取要平稳；不可用万用电表直接测量；不可暴露于日光下；不可做电池用；按规定时间对其进行校正。
（3）检流计：不用时置于“调零”档。
2、参比电极应具备什么条件？它有什么功用？
答：具备条件：高稳定性、可逆性、重现性。
功用：用作标准电极与待测电极构成电池。
3、盐桥有什么作用？选用作盐桥的物质应有什么原则？
答：作用：减小液接电位(盐桥、单液电池)。
原则：(1)盐桥溶液应不与电池溶液发生化学反应；(2)盐桥溶液中阴阳离子应尽量是迁移速率都接近0.5的饱和盐溶液。
4、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。
答：可能原因有电池正负极接反、线路接触不良、导线有短路、工作电源电压不足等。