饱和甘汞电极电势
饱和甘汞电极SCE
第8章 电位法和永停滴定法
第一节 电化学分析概述
电化学分析：根据物质在溶液中的电化 学参数强度及其变化来进行分析的方法。
以溶液的电导、电位、电流和电量等电化学参数 与被测物质含量之间的关系作为计量基础。
电位分析法
永停滴定法
第二节 电位分析法的基本原理
将合适的指示电极与参比电极 插入被测溶液中组成化学电池， 通过测定电池的电动势或指示电 极电位的变化进行分析的方法。
（1）金属基电极
2．金属-金属难溶盐电极： ✓ 例：Ag︱AgCl︱Cl- AgCl + e → Ag + Cl-
0.059
lg
a Cl
'
0.059
lg
C Cl
✓应用：测定阴离子
（1）金属基电极
3．惰性金属电极：
✓ 例：Pt︱Fe3+ (aFe3+)，Fe2+ (aFe2+) Fe3+ + e → Fe2+
1. 玻璃电极的结构
1. 玻璃膜球 2. 内参比溶液：
含KCl的pH4或7的缓冲溶液 3. 内参比电极：Ag-AgCl电极
1.玻璃电极的构造
软质球状玻璃膜： 含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm 对H+选择性响应
2．pH玻璃电极响应机制
H+ + Na+GL-
Na+ + H+GL-
H+ → - + H+ → - + H+ → - + H+ → - +
电极电位不受溶液组成变化的影响，电 位值基本固定不变的电极
甘汞电极的使用和维护
酸度计的使用方法和注意事项酸度计是测量pH值的精密仪器，也可用来测量电动势。
1．使用方法（1）安装①电源的电压与频率必须符合仪器铭牌上所指明的数据，同时必须接地良好，否则在测量时可能指针不稳。
②仪器配有玻璃电极和甘汞电极。
将玻璃电极的胶木帽夹在电极夹的小夹子上。
将甘汞电极的金属帽夹在电极夹的大夹子上。
可利用电极夹上的支头螺丝调节两个电极的高度。
③玻璃电极在初次使用前，必须在蒸馏水中浸泡24小时以上。
平常不用时也应浸泡在蒸馏水中。
④甘汞电极在初次使用前，应浸泡在饱和氯化钾溶液内，不要与玻璃电极同泡在蒸馏水中。
不使用时也浸泡在饱和氯化钾溶液中或用橡胶帽套住甘汞电极的下端毛细孔。
（2）校整①将“pH—mv”开关拨到pH位置。
②打开电源开头指示灯亮，预热30分钟。
③取下放蒸馏水的小烧杯，并用滤纸轻轻吸去玻璃电极上的多余水珠。
在小烧杯内入选择好的，已知pH的标准缓冲溶液。
将电极浸入。
注意使玻璃电极端部小球和甘汞电极的毛细孔浸在溶液中。
轻轻摇动小烧杯使电极所接触的溶液均匀。
④根据标准缓冲液的pH，将量程开关拧到0~7或7~14处。
⑤调节控温钮，使旋钮指示的温度与室温同。
⑥调节零点，使指针指在pH7处。
⑦轻轻按下或稍许转动读数开关使开关卡住。
调节定位旋钮，使指针恰好指在标准缓冲液的pH数值处。
放开读数开关，重复操作，直至数值稳定为止。
⑧校整后，切勿再旋动定位旋钮，否则需重新校整。
取下标准液小烧杯，用蒸馏水冲洗电极。
（3）测量①将电极上多余的水珠吸干或用被测溶液冲洗二次，然后将电极浸入被测溶液中，并轻轻转动或摇动小烧杯，使溶液均匀接触电极。
②被测溶液的温度应与标准缓冲溶液的温度相同。
③校整零位，按下读数开关，指针所指的数值即是待测液的pH。
若在量程pH0~7范围内测量时指针读数超过刻度，则应将量程开关置于pH7~14处再测量。
④测量完毕，放开读数开关后，指针必须指在pH7处，否则重新调整。
⑤关闭电源，冲洗电极，并按照前述方法浸泡。
实验讲义- 原电池电动势、热力学函数的测定
原电池电动势实验三 原电池电动势的测定和应用一、实验目的1、掌握用电化学工作站测定原电池电动势的原理和方法。
2、了解电动势测定的应用。
二、实验原理可设计成原电池的化学反应，发生失去电子进行氧化反应的部分可作为阳极，发生获得电子进行还原反应的部分可作为阴极，两个半电池组成一个原电池。
电池的书写习惯是左方为负极，即阳极，右方为正极，即阴极。
符号“|”表示两相界面，液相与液相之间一般加上盐桥，以符号“￤￤”表示，。
如电池反应是自发的，则其电动势为正，等于阴极电极电势+E 与阳极电极电势-E 之差，即 -+-=E E E以铜-锌电池为例。
铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniell cell ），是一种典型的原电池。
此电池可用图示表示如下：)1(114-⋅=-kg mol a ZnSO Zn +⋅=-Cu kg mol a CuSO )1(124左边为阳极，起氧化反应Zn e a Zn 2)(12++其电极电势为)()(ln 22+---==Zn a Zn a F RT E E E θ阳 右边为阴极，起还原反应e a Cu 2)(22++ Cu其电极电势)()(ln 22+++-==Cu a Cu a F RT E E E θ阴 总的电池反应)(22a Cu Zn ++ Cu a Zn ++)(12原电池电动势)()(ln 2)(22++-+--=Cu a Zn a F RT E E E θθ=)()(ln 222++-Cu a Zn a F RT E θ θ-E 、θ+E 分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，)(2+Zn a 和)(2+Cu a 分别为 +2Zn 和+2Cu 的离子活度。
本实验所测定的三个电池为：1、原电池 饱和）()()(22K C l s Cl Hg l Hg - +⋅-)()01.0(33s Ag dm mol AgNO 阳极电极电势 )25/(106.72410.0//4/)(22-⨯-==--℃t V E V E H g s Cl H g阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag Ag Ag θ )25/(00097.0799.0//-⨯-=+℃t V E AgAg θ 原电池电动势 Hg s Cl Hg Ag Ag E Ag a FRT E E E E /)(/22)(ln -+=-=+-++θ2、原电池 )1.0()(3-⋅-dm mol KCl s AgCl Ag +⋅-Ag dm mol AgNO )01.0(33 阳极电极电势 )(ln /)(---=Cl a FRT E E Ag S AgCl θ )25/(000645.02221.0//)(-⨯-=℃t V E Ag S AgCl θ阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag Ag Ag θ 原电池电动势 [])()(ln /)(/+--++-=-=+Ag a Cl a F RT E E E E E Ag S AgCl Ag Ag θθ 其中 90.001.031=⋅±-γ的AgNO kg mol77.01.01=⋅±-γ的KCl kg mol稀水溶液中3-⋅dm mol 浓度可近似取1-⋅kg mol 浓度的数值。
南京大学物化实验系列电动势的测定
南京大学物化实验系列电动势的测定南京大学化学化工学院物理化学实验教案邱金恒电动势的测定与应用一、实验目的与要求1( 掌握对消法测定电动势的原理及电位差计，检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。
2( 学会制备银电极，银,氯化银电极，盐桥的方法。
3( 了解可逆电池电动势的应用。
二、实验原理原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中包含一个电极和相应的电解质溶液。
不同的半电池可以组成各种各样的原电池。
电池反应中正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池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。
若已知一半电池的电极电势，通过测定电动势，即可求得另一半电池的电极电势。
目前尚不能从实验上测定单个半电池的电极电势。
在电化学中，电极电势是以某一电极为标准而求出其它电极的相对值。
现在国际上采用的标准电极是a,1p,101325Pa标准氢电极，即，时被氢气所饱和的铂电极。
但氢电极使用，HH2比较麻烦，因此常把具有稳定电势的电极，如甘汞电极，银,氯化银电极等作为第二类参比电极。
通过测定电池电动势可求算某些反应的等热力学函数;电解质的平均,H,,S,,G活度系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH值等数据。
但要求上述数据，必须时能够设计成一个可逆电池，该电池反应就是所需求的反应。
K例如用电动势法求AgCl的。
如需设计成如下电池: spAg(s)，AgCl(s)|HCl(m)||AgNO(m)|Ag(s)3电池的电极反应为,负极: Ag，Cl(m),AgCl，e，正极: Ag(m)，e,Ag，,电池总反应: Ag(m)，Cl(m),AgCl南京大学化学化工学院物理化学实验教案邱金恒电池电动势:E,,,,rightleft，，RTRT1，，00E,，lna,，ln,,,,，，，,,,,,AgAgAgAg，AgClClFFa，，,,,，，ClRT10 ,E,lnFa,a，,AgCl100因为 GnEFRTln,,,,,KspRT10 Eln,FKspEFlgK,lga，lga,所以，,spAgCl2.303RT只要测得该电池的电动势，就可以通过上式求得K的。
12-电极电势(2)解析
化学标准状态下的电极电势来讨论。
第五节 电位法测定溶液的pH值
电势法是通过测定原电池的电动势来确定 被测离子浓度的方法。通常是在待测溶液中插 入两个不同电极组成原电池，利用原电池的电 动势与溶液中离子浓度之间的定量关系求得离 子的浓度。
第五节 电位法测定溶液的pH值
把金属 M 插入含有该金属离子 Mz 的溶液中，就 构成了一个电极。该电极的电极电势与金属离子的 浓度之间的关系为：
()M | M (c) 参比电极(+)
z
====
该原电池的电动势为：
E E 参比 - E
( M Z /M )
由于 E参比 和 ( M Z /M ) 在一定温度下都是常数，若已 知它们的数值，只要测出某一温度下原电池的电动 势，即可求得 Mz 的浓度。
c Z 2 . 303 RT (M ) E 参比 - Z lg （M /M） ZF c
+ 2.303 RT c (H ) 2.303RT + E (H /H 2 ) lg pH F c F 实际上广泛使用的氢离子指示电极是玻璃电极。 玻璃电极的电极电势与溶液的 pH 之间的关系为： 2.303RT E玻璃 E玻璃 pH F
三、电势法测定溶液的 pH
测定溶液的 pH 时，常用玻璃电极做指示电极，甘 汞电极做参比电极，插入待测溶液中组成原电池：
（－）玻璃电极 | 待测溶液 | 甘汞电极（＋）
若待测定的 pH 为 pHx，则上述原电池的电动势为：
2.303RT E E甘汞 E玻璃 E甘汞 E玻璃 pH x F 2.303RT K pH x F
如果 K 已知，测定出原电池的电动势 E，就可计算出 待测溶液的 pH。但由于 K 是个未知数，因此不能利 用上式直接计算出溶液的 pH。
第八章 电化学基础第八节 电极电势
E(Co3+/ Co2+) = EΘ(Co3+/ Co2+) + 0.05917lg [c(Co2 )] （1）E(Co3+/ Co2+) = (1.80+ 0.05917lg 0.10) V = 1.74V
离子2023浓/2/2度0 的影响更显著
12
三、 沉淀的生成对电极电势的影响
●概况 电对的氧化态或还原态物质生成沉淀，会使物质浓度
减小，电极电势变化
例 8.10 在含有Ag+/Ag电对的系统中，若加入NaCl溶液，当c(Cl)=1.0 moldm-3时，求E(Ag+/Ag)的值。
解：电极反应：Ag++eAg(s)；EΘ(Ag+/Ag)=+0.7999V，加入NaCl 溶液，产生AgCl沉淀：Ag++Cl-AgCl
●测定原理（自学）
例1，铜电极标准电极电势，组成电池
（-）Pt| H2(100kPa) | H+(aH+ = l) || Cu2+(aCu2+ = l) | Cu (+) 此 电 池 的 电 动 势 就 是 铜 电 极 的 标 准 电 极 电 势 。 298.15K 时 EΘ(Cu2+/Cu) = 0.34 V。铜为正极，实际进行还原反应
电极反应式
KspΘ
c(Ag+)
EΘ/V
Ag+ + e ⇋ Ag(s)
AgCl(s) + e ⇋ Ag(s) + Cl-
标准电极电势表
S2O ＋2e－＝2SO
Mn ＋e－＝MO
Mn ＋4H＋＋3e－＝MnO2＋2H2O
2H2SO3＋H＋＋2e－＝H2SO4－＋2H20
Mn ＋8H＋＋5e－＝Mn2+＋4H2O
H2SO3＋4H＋＋4e－＝S＋3H2O
MO３＋＋3e－＝MO
电极反应
E/V
Te4+＋4e－＝Te
V3+＋e－＝V2+
TeO2＋4H＋＋4e－＝Te＋2H2O
VO2+＋2H＋＋e－＝V3+＋H2O
Te ＋8H＋＋7e－＝Te＋4H2O
VO ＋2H＋＋e－＝VO2+＋H2O
H6TeO6＋2H＋＋2e－＝TeO2＋4 H2O
V(OH) ＋2H＋＋e－＝VO2+＋3H2O
3
F2＋2e－＝2F－
Br2(l)＋2e－＝2Br－
Fe2+＋2e－＝Fe
HBrO＋H＋＋2e－＝Br－＋H2O
Fe3+＋3e－＝Fe
HBrO＋H＋＋e－＝l/2Br2(aq)＋H2O
Fe3+＋e－＝Fe2+
HBrO＋H＋＋e－＝l/2Br2(l)＋H2O
[Fe(CN)6]３－＋e－＝[Fe(CN)6]４－
Sb2O5＋6H＋＋4e－＝2SbO＋＋3H2O
N2O4＋2H＋＋2e－＝2HNO2
SbO＋＋2H＋＋3e－＝Sb＋H2O
N2O4＋4H＋＋4e－＝2NO＋2H2O
Sc3+＋3e－＝Sc
2NO＋2H＋＋2e－＝N2O＋H2O
Se＋2H＋＋2e－＝H2Se(aq)
HNO2＋H＋＋e－＝NO＋H2O
无机化学-电池电动势和电极电势
标准甘汞电极(NCE) 1.0 mol / L +0.2828
饱和甘汞电极(SCE) 饱和溶液 +0.2438
温度校正，对于SCE，t ℃时的电极电势为：
t= 0.2438- 7.6×10-4(t-25) （V）
电池符号： (－) Hg，Hg2Cl2(s)︱KCl (1 mol·dm-3) Mn+ (1 mol·dm-3 ) M (+)
氧化半反应： H2 － 2e = 2H+ 还原半反应： Cl2 + 2 e = 2Cl– 总反应： H2 + Cl2 = 2H+ + 2Cl–
2. 题中给出总反应方程式，要能够写出电池符号和半反应
例题：试以中和反应 H+ (aq) + OH–(aq) = H2O(l)为电池反应， 设计成一种原电池反应(用电池符号表示)，分别写出电极半 反应，并求出它在25℃时的标准电动势。
二、原电池与电极电位 （一）、原电池的概念
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 原电极正极发生还原反应，负极发生氧化反应
负极： Zn － 2e = Zn2+ （氧化态升高）
正极： Cu2+ + 2e = Cu （氧化态降低）
盐桥(Salt bridge)
通常内盛饱和 KCl 溶液或 NH4NO3 溶液(以琼胶 作成冻胶)。
作用： ● 让溶液始终保持电中性 ,使电极反应得以继续进行 ● 消除原电池中的液接电势（或扩散电势）
（二）、原电池的表达式
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+)
1、负极写在左边，正极写在右边 2、用∣表示电极与离子溶液之间的物相界面 3、不存在相界面，用，分开。 4、用表示盐桥 5、在有气体参加的电池中还要表明气的压力，溶液要表 明浓度。
标准电极电位符号
标准电极电位符号标准电极电位（Standard electrode potential）是指在标准状态下，电极与溶液中其中一种参考物质的电势差。
它用于描述电化学反应中电极的功能和反应性质，可以用来判断电极在化学反应中的红ox性质。
所以，标准电极电位可以表示为：E(电极)=E(电极)-E(H)1.Ag/AgCl/Cl2（氯化银电极）:这是一种常用的参考电极，它以饱和甘汞电极为参考电极，电势为+0.222V。
2.SCE（饱和甘汞/水电极）：这是另一种常用的参考电极，它以标准氢电极为参考电极，电势为+0.242V。
3.SHE（标准氢电极）：这是最常用的参考电极，以它作为标准，所有其他电极的电势都是相对于它来测量的，它的电势被定义为0V。
标准氢电极包括一个可透气的铂电极，被浓硫酸溶液（1MH2SO4）饱和，氧气在氢气上方逸出，其半反应为：2H⁺+2e⁻→H₂(g)4.SHE的简化形式：为了简化实验操作，有时会使用以Ag/AgCl/Cl-电极或SCE作为标准氢电极的近似电势值。
5.Pt（铂电极）：铂电极是一种惰性电极，它的电势与SHE电极接近并在许多体系中用作纯电导度电极。
6.Hg/Hg2SO4（饱和甘汞电极）：这是一种标准参比电极，它的电势为+0.7995V。
7.Fe/Fe^2+/Fe^3+（铁/二价铁/三价铁电极）：这是用来测量铁离子浓度的电极，在酸性条件下，Fe^2+电势为+0.77V，Fe^3+电势为+0.77V。
8.Cu^2+/Cu（铜离子/铜电极）：在酸性条件下，Cu^2+电势为+0.34V，Cu电势为+0.34V。
9.Zn^2+/Zn（锌离子/锌电极）：在酸性条件下，Zn^2+电势为-0.76V，锌电势为-0.76V。
10.Ag^+/Ag（银离子/银电极）：在酸性条件下，Ag^+电势为+0.80V，银电势为+0.80V。
需要注意的是，标准电极电位是在标准状况下测量的，包括溶液的标准浓度（通常为1 mol/L）和温度（通常为25°C）。
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周韬摘要：本实验用补偿法测定了几组原电池的电动势，计算出原电池的标准电动势，选取一个电池计算了恒压条件下反应过程的摩尔吉布斯自由能和摩尔熵等数据。
关键词：补偿法，电动势，摩尔吉布斯自由能。
前言：在电池电动势的测定实验中，比较多的实验，如施巧芳[1]在“原电池电动势测定实验的改进”中，是测定的硫酸铜、硫酸锌和硝酸亚汞（有毒，吸入或与皮肤接触时有极毒，并有蓄积性危害）原电池的电动势。
所用的实验试剂存在毒性。
本实验采用硝酸银和氯化钾溶液进行实验，几个电池之间的数据存在一定的联系，测定的结果可以进行对比。
宋江闯[2]等人在“高阻抗法测定原电池电动势及其温度系数”中用高阻抗的方法对原电池的电动势进行了测定。
对于原电池电动势的测定，要求电池流过的电流为零，相比于高阻抗要求的高电阻电压表，补偿法对实验仪器的要求并不是十分高。
所以，本实验用补偿法测定原电池的电动势及其相关热力学数据。
1、实验部分1.1原理电池电动势的测量必须在可逆条件下进行，否则就没有热力学价值。
所谓的可逆，就是要求电池反应可逆和在测量电动势时电池几乎没有电流流过。
本实验在测定原电池的电动势时，采用补偿法来测定，即可满足电池几乎没由电流流过的条件。
1.1.1补偿法测量电动势通过补偿法严格控制测量电动势时流过电池的电流为零。
具体方法是用一个方向相反、大小相等的电动势，对抗电池电动势，所以，补偿法又叫对消法。
电路图如图1[3]所示。
它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成。
工作电流回路：工作电池E w的政图 1 补偿法测定原电池电动势线路图绩流出工作电流，经过滑动变阻器R p、滑线电阻AB后返回负极。
标准回路：连接电路后，闭合K，将SW合向E s端，用以标定工作电流。
通过调节R p使检流计的电流为零，此时电路中有：E s=U CA=IR CA测量回路：将SW合向E x端（电测电池）。
保持R p不动（工作电路中的电流不变），调节C的位置至C’时检流计的电流为零，此时有：U C′A=IR C′A=E xE x=E sR CA×R C′A=kE s图2为UJ-25型直流电位差计。
- 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)。
饱和甘汞电极电势
饱和甘汞电极电势是衡量电化学反应活性的重要指标之一，是应用电化学方法研究材料活性的基础参数。
甘汞电极被广泛应用于电化学实验和研究，其电势可准确表征特定电极上电化学反应的发生和发展情况，成为电化学分析和检测工作中不可或缺的参数。
甘汞电极电势之所以能准确反映特定电极上电化学反应的发生
和发展情况，是因为甘汞电极的表面构型被设计成易与周围介质反应的氧化还原反应。
如果没有甘汞电极，电极上的反应无法正常发生，反应物无法准确测定，电极之间的化学反应也无法准确检测。
甘汞电极的表面因子和环境因素可以影响电势的大小，从而影响电极上反应的发生和发展。
甘汞电极电势的测定方法是通过电极电位和拉普拉斯位耦合原理，用交流电位计测定电极电位，反映电极上反应情况，从而计算出甘汞电极电势。
电位计的类型不同，例如电极直接测量系统，电能计可根据实验需要选择不同类型的电位计。
甘汞电极电势的测定具有不同的方法和技术，包括传统的立体电度法，以及电度反应连续面法，标准电极潜势法，电容潜势法，等离子体自由移动谱法等。
传统的立体电度法只能用于定性分析，不具备定量分析能力，并且测量精度较低。
电度反应连续面法利用多电极系统可以比传统的立体电度法更准确、更敏感地测量甘汞电极电势。
标准电极潜势法借助标准电极可以更准确的测量甘汞电极的电势，电容潜势法借助双电容极测量甘汞电极的电势，等离子体自由移动谱法采
用电化学等离子体自由移动谱法可以更准确的测量甘汞电极的电势。
甘汞电极电势是反应物在电极表面的氧化还原反应的发生发展
情况的反映，是衡量物质活性的重要指标之一。
甘汞电极电势测定方法有传统的立体电度法，电度反应连续面法，标准电极潜势法，电容潜势法，等离子体自由移动谱法等，他们在电化学分析、材料活性研究、电池研究以及锂电池安全性研究等方面有着重要的应用价值。