实验七十九原电池电动势的测定及其应用

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1、实验七十九原电池电动势的测定及其应用主讲教师：刘文萍吉首大学化学实验教学中心吉首大学化学实验教学中心ExperimentalChemistryCenterofJishouUniversity实验七十九原电池电动势的测定及其应用1、什么是原电池的电动势？2、能否用伏特计测定原电池的电动势？为什么？3、简述电位差计的工作原理，即对消法的测量原理。4、什么是电极电势？5、简述铜电极电势测定的基本原理。6、铜电极制备时为何要电镀铜？7、锌电极制备时为什么要使锌汞齐化？8、电动势测定实验中，原电池的电极接

2、反会有什么结果？9、电动势测定实验中，Ex、En、Ew中任一不通（断路）会有什么结果？10、盐桥的作用是什么？选择盐桥液应注意什么问题？11、制备电极时为什么电极的虹吸管内（包括管口）不能有气泡？12、如何判断所测量的电动势为平衡电势？预习提问（1）掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。（2）学会一些电极的制备和处理方法。（3）测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。一、实验目的计算实验可测的值在恒温恒压可逆条件下二、实验原理1、原电池电动势与热力学函数的关系电池电动势是通过原电池电

3、流为零(电池反应达平衡)时的电池电势，用E表示，单位为伏特。由于电动势的存在，当外接负载时，原电池就可对外输出电功。2、原电池电动势的测定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计来测定。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。能否用伏特计来测量E？二、实验原理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

4、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1所示。二、实验原理Ew——工作电源；En——标准电池；EX——待测电池；r——调节电阻；RX——待测电池电动势补偿电阻；Rn——标准电池电动势补偿电阻；K——转换电键；G——检流计1）校准工作电流IW二、实验原理如图所示，电位差计有工作、标准、测量三条回路。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

5、IW就已被确定。2）测量未知电池电动势EW二、实验原理开关K打向2，调节测量回路的电阻RX至检流计无电流通过，此时IRX与被测电池电动势对消。如图所示，电位差计有工作、标准、测量三条回路。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。3、电极电势的测定二、实验原理规定：1）标准氢电极用镀铂黑的金属铂导电阳极，氧化（-）阴极，还原（+）电池净反应2）氢标还原电极电势二、实验原理

6、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，这个数值和符号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。0.10.33371.00.2801饱和0.2412以氢电极为基准电极测电动势时，精确度很高。一般情况下可达1×10-6V。但氢电极的使用条件要求严格，且制备和纯化比较复杂，所以在实际应用中常采用有确定电极电势的甘汞电极作二级标准电极。3）二级标准电极——甘汞电极优点：电极电势稳定，容易制备，使用方便。电极电势稳定，受干扰小。且饱和KCl溶液可

7、以起到盐桥的作用。（1）仪器（2）试剂SDC数字电位差计1台饱和甘汞电极1支银/氯化银电极1支电极管3支铜电极2支锌电极1支电极管3个电镀装置1套250mL烧杯1个50mL小烧杯4个0.1000mol·L-l硫酸锌溶液0.1000mol·L-l硫酸铜溶液0.0100mol·L-l硫酸铜溶液6mol·L-l硫酸溶液6mol·L-l硝酸溶液饱和硝酸亚汞溶液镀铜溶液饱和氯化钾溶液三、实验仪器与试剂电镀表面氧化层的去除表面修饰去油机械打磨酸洗铜电极HNO3锌电极H2SO4汞齐化电极的制备方法铜电极锌电极1

8、、电极制备四、实验步骤电极制备注意事项：控制原则：镀层呈粉红色、有金属光泽5）电镀电流密度及时间的控制4）注意避免新鲜表面被空气氧化3）各实验步骤间注意用自来水及去离子水清洗2）时间控制:酸洗时间、汞齐化时间1）手指不要触摸电极将饱和KCl溶液注入50mL小烧杯中作为盐桥，得电池1：Zn

9、Zn2+(0.1000mol·L-1)

10、

11、Cu2+(0.1000mol·L-1)

12、Cu电池2：Zn

13、Zn2+(0.1000mol·L-1)

14、

15、KCl(饱和)

16、Hg2Cl2(s)

17、Hg(l)电池3：