原电池电动势的测定和应用.doc

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1、实验11原电池电动势的测定和应用一、实验目的1.掌握对消法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。3.熟悉精密电位差计和标准电池的使用。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，两个半点池组成一个原电池。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“

2、”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，等于阴极电极电势与阳极电极电势之差，即以铜-锌电池为例。铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniellcell）

3、，是一种典型的原电池。此电池可用图示表示如下：左边为阳极，起氧化反应其电极电势为右边为阴极，起还原反应其电极电势总的电池反应原电池电动势=、分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，和分别为和的离子活度。本实验所测定的三个电池为：1．原电池阳极电极电势阴极电极电势原电池电动势2．原电池阳极电极电势阴极电极电势原电池电动势其中稀水溶液中浓度可近似取浓度的数值。3.原电池阳极电极电势阴极电极电势原电池电动势=即由此可知，只要测出原电池3的电动势，就可计算出待测溶液（缓冲溶液）的pH值。测定可逆原电池的电动势常采用对消法（又称补偿法），其原理和方法在附录1、2、3中作了

4、详细的介绍。通过原电池电动势的测定，还可以得到许多有用的数据，如离子活度等。特别是通过测定不同温度下原电池的电动势，得到原电池电动势的温度系数，由此可求出许多热力学函数，如计算相应电池反应的摩尔反应吉尔斯函数变，摩尔反应焓及摩尔反应熵等。如果电池反应中，反应物和生成物的活度均为1，温度为，则所测定的电动势和热力学函数即为相应电池反应的标准、、和。利用对消法可以很准确的测量出原电池的电动势，因此用电化学方法求出的化学反应的热力学函数、、等比用量热法或化学平衡常数法求得的热力学数据更为准确可靠。原电池设计与制造的难度主要是电极的制备，所以对一些常用电极的制备方法作一

5、些了解还是很有必要的（详见附录5）。三、仪器和药品ZD－WC数字电位差计（含附件）1台0.01mol.dm-3AgNO3溶液标准电池1个0.1mol.dm-3KCl溶液甘汞电极（饱和）1支0.2mol.dm-3HAc溶液银-氯化银电极1支0.2mol.dm-3NaAc溶液光铂电极1支醌氢醌固体粉末（黑色）银电极1支KNO3盐桥3个吸耳球1个100ml烧杯1个洗瓶1个50ml广口瓶3个饱和氯化钾溶液10ml移掖管3支图11.1ZD-WC数字电位差计；左图为全图，右图为操作面板四、实验步骤1．完成电位差计与检流计、标准电池、工作电池的接线工作，经教师检查无误后，进行

6、工作电流“标准化”操作，并熟悉仪器使用方法。2．取一广口瓶，洗净后，用少许0.01mol.dm-3AgNO3溶液连同银电极一起淌洗，然后装入0.01mol.dm-3AgNO3溶液约1/3，插入银电极，作为阴极。插在装有飽和氯化钾溶液的广口瓶中的甘汞电极作为阳极，将盐桥（1）插入构成二电极的溶液中，组合成一个原电池。接入电位差计（注意+、-），测原电池的电动势。测完后，银电极（阴极）的电池溶液不要倒掉，留作制备下一个电池（2）使用。3．在淌洗过的广口瓶中装入约1/3的0.1mol.dm-3KCl溶液，并插入银-氯化银电极，作为阳极。用盐桥（2）将银-氯化银电极（阳

7、极）和电池（1）中已制备好的银电极（阴极）组合成一个原电池。测其电动势。4．取10ml0.2mol.dm-3HAc溶液及10ml0.2mol.dm-3NaAc溶液放入淌洗过的广口瓶中，再加入少量的醌氢醌固体粉末（黑色），而后插入光铂电极，作阴极。架上KNO3盐桥（3），同饱和甘汞电极（阳极）组合成一个原电池。测其电动势。五、注意事项1．测定时特别注意标准电池不要摇动、倾斜，以防液体互混使电动势变化。2．在工作电流“标准化”或测定未知电动势时，要瞬时按下电键而不能长时间按。3.测原电池的电动势时，注意随时进行工作电流“标准化”的校正。六、实验记录室温22.0℃，大

8、气压100.20原电池电池反应E测量E计算误差％12Ag++2Cl-+2Hg=Ag+Hg2Cl20.438090.43883－0.167%2Ag++Cl-=AgCl0.393030.392860.043%32H++Q+2Hg+2Cl-+2Hg=Hg2Cl2+H2Q0.178720.17962－0.502%七、数据处理1.计算待测电池电动势：E1＝E+－E-＝[E+q－RT/F·lna(Ag+)]－E-＝0.799－0.00097´(22－25)+8.314/96485´(22+273.15)´ln(0.9´0.01)－(0.241－0.00076´(22－25)

9、)＝0.43883V误差