电动势的测定及其应用20085053048
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。
电动势的测定及其应用数据处理

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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。
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。
实验八电池电动势的测定及应用

实验八电池电动势的测定及应用一、目的1、学会铜电极、锌电极和盐桥的制备和处理方法。
2、掌握对消法测定电池电动势的原理和电位差计的使用方法。
3、测定若干电池的电动势,计算电极电势和电池反应的热力学性质。
二、基本原理电池是把化学能转变为电能的装置,它由两个“半电池”组成,每个半电池包含一个电极和相应的电解质溶液。
电池电动势即组成电池的两个电极(正极和负极)电势之差,即Eϕϕ=-(1)+-电池在放电时,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,两极反应的总和即电池反应。
以锌−铜电池即丹聂尔(Daniell)电池为例。
该电池可以表达为(负极在左,正极在右):Zn | ZnSO4 (a1) || CuSO4 (a2) | Cu负极反应:Zn−2e−→Zn2+正极反应:Cu2+ +2e−→Cu电池反应:Zn+Cu2+ ==Zn2+ +Cu根据能斯特(Nernst)方程,该电池电动势与各反应物质活度的关系为:2+2+Cu Zn ZnCu ln ln 2a a a RT RT E E J E zF F a a φφ⋅=-=-⋅ (2) 2+2+Zn Cu ln 2a RT E F a φ=-(纯固体、汞、溶剂水的活度均为1) 式中,z 为电池反应的得失电子数,J a 为电池反应的活度商(即产物与反应物的活度之比)。
类似地,电极电势与电极反应物质活度的关系为:Ox Redln a RT zF a φϕϕ=+ (3) 式中,z 为电极反应的得失电子数,a Ox 、a Red 分别为电极反应中氧化态、还原态一侧所有物质的活度积。
据此,通过设计可逆电池,测定电池电动势即可求得有关物质的活度(如pH 值)、活度系数、溶解度、标准电动势E ø 等,还可根据下列式子求得电池反应的热力学性质:r m r m r m r m r m r m,m r m ln pr G zFEG zFE RT K E S zF T H G T S Q T S φφφ∆=-∆=-=-∂⎛⎫∆= ⎪∂⎝⎭∆=∆+∆=∆ (4)电池电动势不能直接用伏特计来测量,因为当把伏特计与待测电池接通后,整个线路上便有电流通过,电极的平衡状态即受到破坏,产生极化现象,而且由于电池放电,使得电池中溶液的组成不断发生变化,改变了原来电池的性质。
原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原电池电动势的测定及其应用1. 简述对消法测原电池电动势的测量原理。
答:电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种平衡式电压测量仪器。
其工作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。
如图所示,电位差计有工作、标准、测量三条回路。
1)校准工作电流I W开关K 打向1,预先调好标准回路中的标准电阻Rn ,调节工作回路的电阻r 至检流计无电流通过,工作电流I W 就已被确定。
2)测量未知电池电动势E W开关K 打向2,调节测量回路的电阻R X 至检流计无电流通过,此时I R X与被测电池电动势对消。
2. 简述铜电极电位测定的基本原理。
答:实验只能测得两个电极构成的电池的电动势E ,而无法测得单个电极的电极电势φ。
若选定一个电极作为标准,使其与任意其它电极组成电池,测其电动势,就可得出各电极的相对电极电势φ 。
通常将氢电极在氢气压力为100KPa ,溶液中氢离子活度为1时的电极电势规定为零伏,称为标准氢电极,然后与其它被测电极进行比较。
以标准氢电极作阳极即负极;而将待测电极作阴极即正极,组成原电池,然后用电位差计测量该电池的电动势,这个数值nnW R E I =X W X R I E =NX N X R R E E =和符号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。
由于使用标准氢电极不方便,在实际测定时往往采用第二级的标准电极,甘汞电极是其中最常用的一种。
这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测出。
3. 在原电池电动势的测定过程中应尽可能的做到在可逆条件下进行,为此在实验过程中应注意什么?答:电动势的测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。
为此应注意以下几点:(1)测量前可根据电化学基本知识,初步估算一下被测电池的电动势大小,以便在测量时能迅速找到平衡点,这样可避免电极极化。
物化实验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一、目的与要求1、测定Zn—Cu电池的电动势和Cu、Zn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。
二、基本原理原电池由正、负两极和电解质组成。
电池在放电过程中,正极上发生还原反应,负极则发生氧化反应,电池反应是电池反应中所有反应的总和。
电池除作电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学得知,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系:△G= — nFE (6- 1)式中△G是电池反应的吉布斯自由能增加;n为电极反应中电子得失数;F为法拉第常数,E为电池的电动势。
从式中可知,测定电池的电动势E后, 便可求得厶G,进而又可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接界。
同时要求电池必须在可逆情况下工作,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。
因此在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时,所设计的电池应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”来减少液接界电势。
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电势的代数和,如能分别测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池电动势。
由( 6—1) 式可推导出电池电动势的表达式。
下面以锌—铜为例进行分析。
电池表示式为:Zn I ZnSO II CuSO I Cu符号“I”代表固相(Zn或Cu)和液相(Zn SO4或CuSO4两相界面;“II” 代表连通两个液相的“盐桥” 。
当电池放电时:负极起氧化反应Zn f Zn 2+ 2e-正极起还原反应Cu 2+ 2e f Cu-(6 —5)E = T (右•还原电势)一T (左•还原电势)对锌-铜电池而言,0 T(Cu2 /Cu)Rim2F1a(Cu2 ) T(Zn2 /Zn)RT2FIn1a(Zn2 )(6-6)(6-7)(6-8) 式中T(Cu2/Cu)T(Zn2 /Zn)是当a (Cu2) =a (Zn2) =1 时,铜(6-9)(6- 10)电池总反应为Zn + Cu 2- Zn 2+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为:2G G0RTlna(Zn2) a(Cu)(6-2)a(Cu2) a(Zn)上述式中厶G0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:a(Zn)= a (Cu)= 1 (6-3) 在标准态时,△ G =△ G0= -nFE 0(6-4)式中E0为电池的标准电动势。
原电池电动势的测定及其应用
一、实验目的和要求1. 掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法;2. 掌握电位差计、检流计和标准电池的使用方法;3. 学会电极和盐桥的制备方法;4. 掌握通过测量原电池电动势计算热力学函数变化值的原理、方法及其他应用。
二、实验内容和原理1.补偿法测电动势的原理电池电动势不能直接用伏特计来测量,因为电池与伏特计联接后有电流通过,就会在电极上发生电极极化,结果使电极偏离平衡状态。
另外,电池本身有内阻,所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行,因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。
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差,这样待测电池中没有电流通过,外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计,其简单原理如图1所示。
电位差计由三个回路组成:工作电流回路、标准回路和测量回路。
图1 补偿法原理线路图(1)工作电流回路工作电流由工作电池E的正极流出,经可变电阻R、滑线电阻返回E的负极,构成一个通路,调节可变电阻R,使流过回路的电流成为某一定值。
这样AB上有一定的电位降低产生,工作电源E可用蓄电池或稳压电源,其输出电压必须大于待测电池的电动势。
(2)标准回路Es为电动势精确已知的标准电池,C是可在AB上移动的接触点,K是双向开关,KC间有一灵敏度很高的检流计G,当K扳向S一方时,AC1GS回路的作用时校准工作回路的以确定AB上的电位降。
如标准电池S的电动势为1.01865伏,则先将C点移动到AB上标记1.01865伏的C1处,迅速调节R直至G中无电流通过。
这时S的电动势与AC1之间的电位降与AC1间的电位降大小相等、方向相反而对消。
(3)测量回路当双向开关K换向Ex的一方时,用AC2GX回路根据校正好的AB上的电位降来测量未知电池的电动势。
在保证校准工作电流不变的情况下,在AB上迅速移动到C2点,使G中无电流通过,这时X的电动势与AC1间的电位的电位降大小相等,方向相反而对消,于是C2点所标记的电位降为X的电动势。
原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原电池电动势的测定是通过实验方法来确定的,常见的测定方法有以下几种:1. 伏特法:利用伏特计测量电池的电动势。
伏特计的原理是基于法拉第电磁感应定律,通过测量在电池两端产生的电压差来确定电动势的大小。
2. 哈特曼法:利用哈特曼振荡器等仪器测量电池的电动势。
这种方法是通过在电池两端施加不同的负载电阻,在不同的电阻上测得电池的电流和电压差,然后绘制电流与电压差之间的关系曲线,通过曲线的斜率来确定电动势。
3. 可逆电池法:利用可逆电池与待测电池进行比较来确定电动势。
可逆电池是一种在反应进行过程中电动势保持不变的电池,通过将待测电池与可逆电池相连,使它们共享电解质容器,然后测量它们之间的电压差,即可得到待测电池的电动势。
原电池电动势的测定在很多领域都有重要的应用,例如:1. 电化学研究:电池电动势的测定可以用于研究电化学反应的动力学和热力学特性,从而帮助人们了解电化学系统的性质和行为。
2. 电力工程:电池电动势的测定可以用于评估电池的性能和寿命,以及电池组的组合方式。
这对于设计和优化电池系统以及选择合适的电池应用场景都具有重要意义。
3. 化学分析:电池电动势的测定可以用于确定溶液中金属离子的浓度,从而实现化学分析和定量分析。
4. 理论研究:电池电动势的测定可以用于验证电化学理论,比如纳斯特方程和法拉第定律的适用性,对电化学领域的理论研究具有重要意义。
总的来说,原电池电动势的测定与应用涉及到电化学、能源和材料科学等多个领域,对于电池和电化学系统的研究和应用都具有重要意义。
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(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 exp (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。
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实验五 电动势的测定及其应用
姓名: 班级:08级化工班 学号: 指导老师:
一.实验目的:
1.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用。
2.学会银电极,银—氯化银电极的制备和盐桥的制备。
3.了解可逆电池电动势的应用。
二.实验原理
要准确测定电池的电动势,只有在无电流通过的情况下进行,对消法就是根据这个要求设计的。
本实验采用对消法测定电池的电动势。
图中E W 工作电池,AB 为均匀的电阻线,D 是双臂电钥,G 为检流计,EX 为待测待测电池的电动势。
测定时先使D 向上,与S.C 相通,并把C 点移至标准电池在测定温度时的电动势值处,调节可变电阻R ,直到G 中无电流通过。
这样就校正了AB电阻丝上的读数。
显然一经校正,可变电阻R就不能任意变动了。
然后使D 向下,移动滑动触点C ,使G 中无电流通过。
Ex=Es.c *Rx/Rs.c
通过通过对电池电动势的测量可求算某些反应的∆H ,∆S ,∆G 等热力学函数,电解质的平均活度系数,难溶盐的活度积和溶液的pH 等物理化学参数。
1.用电动势法求AgCl 的Ksp,需设计成如下的电池: Ag —AgCl ∣HCl(m)‖AgNO 3(m)∣Ag 负极反应:Ag+Cl -(m)→AgCl+e
正极反应:Ag +
(m)+e →Ag
总反应:Ag +(m)+Cl _(m)→AgCl 电池电动势:E=φ右-φ左
=(φ
ΘAg+,Ag +
F
RT lna Ag+)-(φ
Θ
Ag+,AgCl,Cl-+
F
RT Ln
-
acl 1)
=E Θ-F
RT ln
)
()(1
-+cl a Ag a
因为 ΔG Θ=-nE ΘF=-RTln
Ksp
1 E Θ=
F
RT ln
Ksp
1
所以lgKsp=lga Ag++lga Cl- -
RT
EF
303.2
2.通过电动势的测定,求溶液的PH ,可设计如下电池:
Hg —Hg 2Cl 2∣饱和KCl 溶液‖饱和有醌氢醌的未知PH 溶液∣Pt 醌氢醌为等摩尔的醌和氢醌的结晶化合物(用Q 表示),在水中的溶解度很小,作为正极时其反应为: Q+2H ++2e →H 2Q 其电极电位ϕ右=ϕ
ΘQ,H2Q
—
F
RT 2ln
2
2+
H Q Q H a a a =ϕΘQ,H2Q —
F
RT
303.2PH
因为E=ϕ右-ϕ 左=ϕΘQ,H2Q —F
RT
303.2PH-ϕ甘汞
所以PH=
F
E Q
H
Q RT 303.22,甘汞
ϕϕ--Θ
三.仪器与药品: 1.仪器
UJ —34A型电位差计 1台 银电极 1支
直流辐射式检流计 1台 饱和甘汞电极(参比电极) 1支 稳压直流电源 1台 导线 4根 标准电池 2节 盐桥 1个 小烧杯(50mL) 4只 铂电极 1支 银—氯化银电极 1支 2.药品
HCl(0.100m) HCl(1M) AgNO 3(0.100m) 未知PH 溶液 HCl 饱和溶液 醌氢醌 琼脂 四.实验步骤:
本实验测定如下三个电池的电动势:
①Hg —Hg 2Cl 2∣饱和KCl 溶液‖AgNO 3(0.100m)∣Ag
②Hg —Hg 2Cl 2∣饱和KCl 溶液‖饱和有醌氢醌的未知PH 溶液∣Pt ③Ag —AgCl ∣HCl(0.100m)‖AgNO 3(0.100m)∣Ag 电动势测定:
1.按图组成三个电池。
2.将标准电池、工作电池、待测电池以及检流计分别按图接入电位差计。
有盐桥的双液电池
UJ—34A型电位差计面板示意图
3. 校正电位计:先读取标准电池上所附温度计上的温度值,计算标准电池在该
温度时的电动势,将标准电池的温度补偿旋钮调节在该电动势处,然后将转换开关扳向N处,转动工作电池调节旋钮粗、中、细、微(相当于原理图中R),依次按下电计按钮“粗”“细”,直到检流计指零为止。
此时电位计已经校正好了,由于工作电池的电动势会发生变化,因此在测量过程中经常要校正电位计。
4. 测量待测电池的电动势:将转换开关扳向x1(或x2)位置,从大到小旋转电势
测量旋钮,按下点击按钮“粗”“细”,直到检流计指零为止,6个小窗内的
读数即为待测电池的电动势。
同时记下室温。
实验完毕后,必须把盐桥放在水中加热使溶解,洗净,其他各仪器复原。
检流计必须短路放置。
五.实验记录数据及处理:
1. 根据电池(3)的测定结果,求AgCl 的Ksp. γ±=0.795 γAg+=γ±=0.734
a Ag+=γAg+m Ag+=0.734*0.100=0.0734 a Cl-=γCl-m Cl-=0.795*0.100=0.0795 lgKsp=lga Ag++lga Cl-–
RT
EF 303.2
=lg0.0734+lg0.0795–(0.5310*96500)/(2.303*8.314*298)=-11.2145
Ksp=6.1*10-12
2. 由电池(1)求ϕΘAg+,Ag
ϕ甘汞=0.2412 V 理论值:ϕΘ
Ag+,Ag =0.7991 V
E=ϕAg+,Ag-–ϕ甘汞=ϕΘAg+,Ag +(RT/F)*lga Ag+–ϕ甘汞=0.5366 V
ϕΘAg+,Ag =0.7778-(8.314*298*lg0.0734)/96500=0.8069 V 百分误差:(0.8069-0.7991)/0.7991=0.98﹪ 3. 由电池(2)求未知溶液的PH 值。
ϕ
0醌氢醌
=0. 6994V ϕ甘汞=0.2412V E=0.4511V
由公式 pH=(ϕ0醌氢醌-E-ϕ甘汞)/(2.303RT/F) 可得 PH=0.12 六.实验注意事项
1. 在连接线路时,切勿将标准电池、工作电池、待测电池的正负极接错。
2.盐桥使用时要注意不要污染,认准一端装氯化物,用后要及时清洗,并在饱和硝酸钾溶液中保存。
3.电池电动势测定时不要长时间通电,当稳定后马上读数,然后按下断开开关。
七.思考题
1.是否可以用两个准确的转盘电阻箱代替电位差计使用?
答:不可以,测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行,需要在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池,因此适合用电位差计。
使用电阻时电路中有电流通过。
2.在测量电动势的过程中,若检流计光点总往一个方向偏转,可能是什么原因? 答:可能的原因有:
(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。
3. 对消法测量电动势的装置中,电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?
答:电位差计的作用:采用电位差计可以在无电流通过时,测得在平衡状态下电池的电动势。
检流计:检验有无电流。
工作电池:提供电源。
标准电池:为了直接从电位差计读出电动势Ex。
4.测量电池电动势为何要用盐桥?选择盐桥中的电解质有什么要求?
答:对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。
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、负离子的迁移速率接近相等;(3)不与电池中的溶液发生反应。
通常选作盐桥电解质的是KCl NH4NO3和KNO3。
5.如果用氢电极作为参比电极排成下列电池:A g︱AgNO3(a=1)‖H+( a=1)︱H2+Pt 测定银电极的电极电位,在实验中会出现什么现象?为什么?
答:无任何现象,不会有气体产生。
因为按这样排成的电池连接线路,理论上电动势为E=ϕ H+︱H2-ϕA g+︱Ag=-0.8V﹤0,此电极反应是非自发的。