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1、电池电动势测定与热力学函数测定姓名陈博殷学号20112401073年级11化4课程名称物理化学实验实验时间2014/3/19指导老师蔡跃鹏、林晓明一、【实验目的】1、掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2、加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；3、测定电池(1)的电动势；4、掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法；5、根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数AG、AS、AHo二、【实验原理】1、用对消法测定原电池电动势：原因：原电池电动势不
2、能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池木身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势,只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。原理：在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，夕卜加电源的大小即等亍待测电池的电动势。―H6对消法实验原理图2、原电池电动势书写：电池书写习惯左方负极，右方正极。负极为氧化反应，正极为还原反应。如果电池反应自发，则电池电动势为正。符号“丨”表示两相界面
3、，“II”表示盐桥。3、电池电动势理论值计算原理：规定原电池的电动势E=(p+-(p.,(p+=(p：・△耳In仝更,(p.=(p°-In仝兰ZFa氧化'ZFa氧化对于电池Hg
4、Hg2Cl2（s）
5、KC1（饱和）IIAgNO3（0.02mol/L）
6、Ag负极反应：Hg+Cr（饱和）-^l/2Hg2Cl2+e正极反应：Ag++e■―Ag总反应：Hg+CF（饱和）+Ag~->l/2Hg2C12+Ag正极银屯极的屯极屯位:eRT(pAg/Ag+-(PA?/A?+-—In—LCLlg+（pAg/Ag+=0.799-0.00097（
7、t-25）,aAg+~[Ag+]=0.02RT1负极饱和甘汞屯极屯位：（P饱和甘汞=申；剋和甘汞+■-—In—-Faa-因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关,其关系式：（p饱和甘汞=0.2415・0.00065（t—25）而电池电动势E=（p+-（p.；可以算出该电池电动势的理论值，与测定值比较即可。4、电动势法测定化学反应的AG、AS、AH：在恒温恒压可逆条件下，电池所做的电功是最大有用功，AG=-nEF根据吉布斯•亥姆霍兹公式,AS二nF（爭）p,AH=-nEF+nFT（爭）p。3T3T按照化学反
8、应设计一个电池，测量各个温度T下电池的电动势E,作E・T图，从曲线的斜率可求得任意温度下（学）p的值，即可求得该反应的4G、AS.AHodT卩三、【仪器与试剂】1、实验仪器SDC数字电位差计（1台）、超级恒温槽（1台）、饱和甘汞电极（1支）、银电极（1只）、250mL烧杯（1个）、20mL烧杯（2个）、U形管（1个）2、实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、【实验步骤】1、•制备盐桥3%琼脂■饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯屮，加入100mL蒸馆水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网
9、上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。然后加入40g硝酸钾，充分搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入干净的U形管屮，两端要装满，屮间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可使用。制备好的盐桥开使用时应浸入饱和硝酸钾溶液屮，防止盐桥干涸。2、组合电池将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶屮。将一个20mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02mol/L的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，用硝酸钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电池。3、测定电池的电动势①根据Nemst公式计算实验温度H电池Hg
10、
11、Hg2C12（s）
12、KC1（饱和）IIAgNO3（0.02mol/L）
13、Ag的电动势理论值。②正确接好测量该电池的线路。电池与电位差计连接时应注意极性。盐桥的两支管应标号，让标负号的一端始终与含氯离子的溶液接触。仪器要注意摆布合理并便亍操作。①接通恒温槽电源进行恒温，用SDC数字电位差计测量电池的电动势。把被测电池放入恒温槽中恒温15min,同时将原电池引出线连接到SDC型数字式电位差计的待测接线柱上（注意正负极的连接），调节恒温水槽温度达到25.PC,温度波动范围要求控制在正负0.2°C之内，测定其电动势。②然后调节恒温
14、槽，令恒温升温10°C,重复上述操作。③测量完毕后，倒去两个小烧杯的溶液，洗净烧杯的溶液。盐桥两端淋洗后,浸入硝酸钾溶液中保存。五、【数据记录与处理】室温：22°C次序t/°CT/KE测定值/V测定值E平均值/V理论计算值/V相对误差％一次二次三次①25298.150.460920.460
