饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式(一)
原电池电动势的测定及其应用 - 环境科学与工程学院
实验三原电池电动势的测定及其应用1．目的要求（1）测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电动势；（2）学会一些电极的制备和处理方法；（3）了解电位差计的基本原理和正确使用。
2．实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
对定温定压下的可逆电池而言:ΔrGm =- n F E （1）式中ΔrGm 是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中电子的得失数。
F 为法拉弟常数； E为电池的电动势。
从式中可知，测得电池的电动势E后，便可求得ΔrGm，进而求得其他热力学参数。
但须注意，首先要求被测电池反应本身是可你逆的，即要求电池的电极反应是可逆的且不存在不可逆的液接界。
同时要求电池必须在可逆的情况下工作，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。
为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。
原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可以计算得到由它们组成的电池电动势。
下面以锌-铜电池为例进行分析。
电池表示为： Zn∣ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)∣Cu符号“∣”代表固相（Zn或Cu）和液相（ZnSO4和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。
当电池放电时：负极起氧化反应：Zn → Zn2+（a（Zn2+））+2e-正极起还原反应：Cu2+（a（Cu2+））+2e- →Cu电池总反应为： Zn+ Cu2+（a（Cu2+））→Zn2+（a（Zn2+））+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为：2+2(Zn )()ln ()()r m r ma a Cu G G RT a Cu a Zn Θ+•∆=∆+• （2）上述式中r m G Θ∆为标准态时自由能的变化值；a 为物质的活度，纯固体物质的活度等于1，则有：在标准态时a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1 （3） 在标准态时，a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1，则有：r m r m G G nFE ΘΘ∆=∆=- （4）式中E Θ为电池的标准电动势。
甘汞电极的标准电极电势
甘汞电极标准电极电势
T从20到25度时，饱和甘汞电极电位从0.2479-0.2444，ΔE=0.0035。
标准值：0.2415V。
饱和甘汞电极是一种运用电化学原理发明的道具，运用了饱和氯化钾溶液为电解液的甘汞电极25℃下的电极电势为0.2412V的特点而研制出来，在一般的化学生产中起着盐桥作用。
简介解释：
标准电极电势这里的"标准"有两层含义。
一是标准压强，即10Pa。
二是标准活度，即为1mol溶质/1L溶剂。
一般溶剂都用水，在浓度较低时，活度近似等于浓度，所以也可以说是标准浓度，其值为1mol/L。
活度的具体计算公式如下：
气体：a = f / p = γp/p ≈ p/p。
纯固体、纯液体：a ≈1。
稀溶液：溶剂，a ≈1。
溶质，ac = γcc/c≈c/c；am = γmm/m ≈m/m。
因此对于纯固体、纯液体以及稀溶液的溶剂都可以看作为标准活度。
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目的1、学会Cu、Zn电极的制备和简单处理方法。
2、测定Cu-Zn原电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。
3、掌握电位差计(包括数字式电子电位差计)的测量原理和正确使用方法。
实验原理电池电动势E的测定必须是在热力学可逆的条件下进行。
因此在测定时，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液体接界，同时要求电池在放电或充电过程都必须在平衡态或无限接近平衡态下进行，即要求通过电池的电流无限小。
当一个可逆的化学反应是在无限缓慢的情况下进行时，就可以认为该电池的反应是在接近热力学可逆的条件下进行的。
而一个电池反应的快慢是以通过该电池电流的大小反映的，当通过电池的电流无限小时，则该可逆电池的反应就是在接近热力学可逆的情况下进行的。
为了使可逆电池在接近热力学可逆条件下进行，通常采用根据补偿法或称对消法(在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池)设计的电位差计来测量电池的电动势。
液体接界电势的存在会破坏电池的可逆性，所设计的电池要尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。
电位差计(示意图如下)，是利用补偿法测量直流电动势(或电压)的精密仪器，其工作原理如图所示:工作电源E，限流电阻R p，滑线电阻R AB构成辅助回路，待测电源E x(或标准电池E n)，检流计G和R AC构成补偿回路。
按图中规定电源极性接入E、E x，双向开关K打向2，调节C点，使流过G中的电流为零。
(称达到平衡。
若E<E x或E、E x极性接反，则无法达到平衡)，则E x=V AC=I R AC 即E x被电位差I R AC所补偿。
I为流过滑线电阻R AB的电流，称辅助回路的工作电流。
若已知I和R AC就可求出E x。
实际的电位差计，滑线电阻由一系列标准电阻串联而成，工作电流总是标定为一固定数值I0，使电位差计总是在统一的I0下达到平衡，从而将待测电动势的数值直接标度在各段电阻上(即标在仪器面板上)，直接读取电压值，这称为电位差计的校准。
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”。
饱和甘汞电极电势计算
饱和甘汞电极电势计算
饱和甘汞电极（SCE）是一种重要的参比电极，常用于电化学反应的测量和研究中。
其电势是一个重要的参数，可以通过相应的计算方法来确定。
SCE电势的计算涉及到以下几个方面：
1. SCE电势定义：SCE电势是指在标准条件下，SCE电极与标准氢电极（SHE）之间的电势差。
2. 标准条件：标准条件是指温度为298K（25℃），压力为1 atm，溶液中的H+浓度为1 mol/L，且SHE电极的电势为0。
3. SCE电极的构造：SCE电极由银电极和甘汞电极组成，其中甘汞电极上覆盖着一层饱和的甘汞，形成了一个不透气膜，保护银电极不受污染。
4. SCE电极电势的计算公式：
SCE电势= E(SCE) - E(SHE)
其中，E(SCE)为SCE电极的电势，E(SHE)为标准氢电极的电势。
5. SCE电极电势的测量：SCE电势的测量需要使用电位计，通过将SCE电极和参比电极（如SHE）接入电位计，测出它们之间的电势差，即可计算出SCE电极的电势。
在测量时应保证参比电极和待测电极的环境、温度、压力等条件相同。
以上是关于饱和甘汞电极电势计算的基本知识和方法。
在实际应用中，还需要考虑SCE电极的稳定性、响应时间等因素，以及不同离子浓度下电势的变化规律等问题。
实验六十七 原电池电动势的测定及其应用
四、实验步骤
3、电动势测定
1）根据Nernst公式计算实验温度下电池1、2、3、4、5、 6的电动势理论值。 2）正确接好测量电池1的线路。用SDC数字电位差计测 量电池1的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。 3）同法，用SDC数字电位差计测量电池2、3、4、5、6 的电动势，要测至平衡时为止。 4）测量完毕后，倒去小烧杯的溶液，洗净烧杯。饱和甘 汞电极淋洗后，浸入饱和氯化钾溶液中保存。
五、注意事项
1、为使极化影响降到最小，测量前可初步估算被测 电池的电动势大小，以便在测量时能迅速找到平衡点。 2、测量电池电动势时，在对消点前，测量回路有电 流通过，在测量过程中不能使测量回路一直连通，应接 通一下调一下，直至平衡。 3、为判断所测量的电动势是否为平衡电势，可在约 15 min内等间隔地测量7～8个数据。若这些数据是在平 均值附近摆动，偏差小于±0.5 mV，则可认为已达平衡， 并取最后三个数据的平均值作为该电池的电动势。 4、盐桥不能完全消除液接电势，一般仍剩余1~2mV， 所以测得结果只能准至mV。
能否用伏特计来测量E ？
EX U IR内
I 0,U EX
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。 因此电池电动势不能直 接用伏特表来测定。 利用电位差计可在电池无电流（或极小电流）通过时测得 其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。
2、电池组合
四、实验步骤
将饱和KCl溶液注入50mL小烧杯中作为盐桥，得 电池1： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池2： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) L 电池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L 电池4： Cu | Cu 2+(0.0100mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池5： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|AgCl(s)|Ag L 电池6： Ag|AgCl(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L
电极制备电动势的测定
物理化学实验报告学号：姓名：班级：电极的制备和电动势的测定平均室温：20.3 ℃ 平均气压： 98.05Kpa同组人： 日期：一、实验目的1. 学会铜电极、锌电极、甘汞电极的制备和处理方法。
2. 掌握电势差计的测量原理和测定电池电动势的方法。
3. 加深对原电池、电极电势等概念的理解。
2、 实验原理电池由正、负两个电极组成，电池在工作过程中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。
电池的电动势等于两个电极的电极电势的差值： E=E= 以Cu-Zn电池为例：Zn|ZnSO4（a Zn 2+）||CuSO4（a Cu2+）|Cu 电池的总的反应为： Zn+ Cu2+（a Cu2+）→Cu +Zn2+（a Zn2+） 根据能斯特方程，Cu-Zn电池的电动势为： = 纯固体的活度为1，即a（Cu）=a（Zn）=1 所以 电池电动势不能用伏特计直接测量。
因为当伏特计与电池接通后，由于存在电流I，使电动势值发生变化；另一方面，由于电池本身存在内电阻，所以伏特计所量出的只是两极的电势降，而不是电池的电动势。
只有在没有电流通过时的电势降才是电池真正的电动势。
= I（R内+R外）伏特计测量：U=IR外U/ = R外 /（R内 + R外）当R外，I0，U/ 1，U电势差计的测量原理：当转换开关K合至1，调节r，使检流计G中无电流通过，此时标准电池EN和标准电池的补偿电阻RN两端的电势分别相等，此时有下列关系：EN = IRN（I为工作电流 ）当转换开关K合至2，调节滑线电阻A，再次使检流计G指示为零，此时在可调电阻R上的电阻值设为R K，则有：E X = IR K式中I仍为前面所调的工作电流值，因此有：E X = E N·R K/R N即当标准电池电动势E N和标准电池电动势的补偿电阻R N的数值确定时，只要正确读出R K的值，就能正确测出未知电动势E X。
三、仪器与试剂电位差计一台，电线若干，饱和甘汞电极一只，铜片，锌片，烧杯三个，U型管。
实验六--不同浓度硫酸铜溶液电极电势的测定
实验六不同浓度硫酸铜溶液电极电势的测定【目的要求】1. 测定Cu电极-饱和甘汞电极组成的电池的电动势和Cu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【预习要求】1.了解如何正确使用电位差计、标准电池和检流计。
2.了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念及其制备。
3.了解通过原电池电动势测定求算有关热力学函数的原理。
【实验原理】见天津大学版《物理化学实验》书【仪器试剂】UJ-25型电位差计电度装置一套标准电池直流复射式检流计甲电池镀铜溶液饱和甘汞电极硫酸铜（分析纯）电极管氯化钾（分析纯）铜电极电极架图1 UJ-25型电位差计 图2 检流计【实验步骤】一、电极制备铜电极将铜电极在约6mol·dm -3的硝酸溶液内浸洗,除去氧化层和杂物,然后取出用水冲洗,再用蒸馏水淋洗.将铜电极置于电镀烧杯中作阴极,进行电镀,电流密度控制在20mA·cm -2为宜。
其电镀装置如图所示。
电镀半小时,使铜电极表面有一层均匀新鲜铜,再取出。
二、配制不同浓度的CuSO 4溶液将1mol/L 的CuSO 4溶液分别配制成0.1mol/L 、0.2mol/L 、0.3mol/L 、0.4mol/L 、0.5mol/L 共计五个不同浓度的溶液作为铜电极的电极溶液将饱和KCI 溶液注入50ml 的小烧杯中作为盐桥,再将上面制备的不同浓度的铜电极和饱和甘汞电极置于小烧杯内,即成Cu-甘汞电池,Hg|Hg 2Cl 2|KCl(饱和) ‖Cu SO 4 (xmol.L -1) |Cu三、电动势的测定图3 制备电极的电镀装置1、按照电位差计电路图，接好电动势测量路线。
2、根据标准电池的温度系数，计算实验温度下的标准电动势。
以此对电位差计进行标定。
3、分别测定以上五个电池的电动势【数据处理】一、根据饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式，计算实验温度饱和时饱和甘汞电极的电极电势：SCE ϕ/V=0.2415-7.61×10-4(T/K -298)二、根据测定的各电池的电动势，分别计算铜电极的T ϕ、T θϕ、298θϕ。
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饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式(一)
饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式
在电化学分析中，饱和甘汞电极是一种常用的参比电极。
然而，由于温度的变化会影响电势测量的准确性，因此需要进行电极电势的温度校正。
以下是饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式及其解释：Nernst公式
饱和甘汞电极的电势温度校正公式基于Nernst方程，该方程描述了电极电势与温度之间的关系。
根据Nernst方程，电极电势E与浓度以及温度的关系如下：
E=E∘−RT
nF
ln(Q)
其中，E是电极电势，E∘是标准电极电势，R是理想气体常数，T 是温度（单位为开尔文），n是电子的转移数，F是法拉第常数，Q是反应物浓度的比值。
温度校正公式
对于饱和甘汞电极，其电势与氯离子的活度密切相关。
因此，饱和甘汞电极的电势温度校正公式可以表达为：
E t=E+a⋅(t−T0)
其中，E t是校正后的电势，E是测量得到的电势，a是温度系数，
表示电势随温度变化的比例，t是实际温度，T0是参比温度。
举例说明
假设我们进行了一次电势测量，得到饱和甘汞电极的电势为。
此时，参比温度为25°C，实际温度为30°C。
已知温度系数a为V/°C。
根据温度校正公式，我们可以计算校正后的电势E t：
E t=+⋅(30−25)= V
因此，校正后的电势为，相比于测量得到的电势更准确地反映了
电极的实际状态。
总结：
•饱和甘汞电极的电势温度校正公式基于Nernst方程。
•温度校正公式考虑了电势随温度变化的比例关系。
•根据温度系数和实际温度，可以计算出校正后的电势，以提高电势测量的准确性。
以上是饱和甘汞电极的电极电势温度校正公式的相关内容。
通过
温度校正，可以更准确地评估电极的性能，提高电化学分析的结果可
靠性。