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时间:2020-08-13
《电池电动势的测定——实验报告.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、原电池电动势的测定实验目的1.测定Cu—Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电位。2.了解可逆电池、可逆电极、盐桥的概念。3.学会一些电极的制备和处理方法。4.掌握电位差计的测量原理和使用方法。5.掌握简易电位差计的组装和使用。实验原理Daniell电池Zn
2、ZnSO4(C1)
3、
4、CuSO4(C2)
5、Cu负极反应Zn→Zn2+(αZn2+)+2e-正极反应Cu2+(αZn2+)+2e-→Cu总电池反应Zn+Cu2+(αCu2+)→Zn2+(αZn2+)+Cu反应的ΔrGm为ΔrGm=ΔrGΘm+RTln(αZn2+/αCu2+)Δ
6、rGm=-nFEΘE=EΘ-RT/2Fln(αZn2+/αCu2+)E=φ+-φ-φ+=φΘCu2+-RT/2Fln(1/αCu2+)φ-=φΘZn2+-RT/2Fln(1/αZn2+)仪器与药品晶体管直流稳压电源1台,电阻箱(9999.9Ω)3个,指针检流计(10A)1台,双刀双掷开关1个,单刀双掷开关(带保护电阻)1个,标准电池1个,甘汞电极1个,铜电极2支,锌电极1支,电极管4支,50ml烧杯4只,饱和KCl溶液,0.1000mol*L-1CuSO4溶液,0.0100mol*L-1CuSO4溶液,0.1000mol*L-1Zn
7、SO4溶液,待测半电池若干个。实验步骤1.按图接好线路,将R4调在1018.6Ω,R3调在581.4Ω,使R3+R4=1600Ω,接通直流稳压电源,双刀双掷开关掷向标准电池一边调节R2至检流计不偏转为止。2.接上待测电池,双刀双掷开关掷向待测电池一边,R2保持不变,调整R3及R4。直到检流计指针不偏转为止,记下读数。注意:在调整R3及R4时。应使R3+R4应使等于1600Ω。将双刀双掷开关掷向待测电池一边,再次复查检流计是否偏转,若不偏转上述测定值可以使用,若有偏转须重调R2使之不偏转,然后掷向待测电池一边重复测定。3.换接其他待测
8、电池进行测量。数据处理1.按饱和甘汞电极电位的温度校正公式:Et=0.242-7.6E-4*(t-25)(V)计算室温时的饱和甘汞电极电位。室温t=19.5℃Et=0.24618V2.计算电池电动势理论值:计算时物质浓度要用活度表示,浓度、温度、离子种类不同,γ±的数值不同。α=γ*C浓度0.1000mol*L-10.0100mol*L-1CuSO4γ±0.16000.40ZnSO4γ±0.150.387由Nernst方程:φ=φΘ+RT/2Fln([氧化型]/[还原型])E=φ+-φ-ΔrGm=-nFEΘφ+=φΘCu2+-RT/
9、2Fln(1/αCu2+)φ-=φΘZn2+-RT/2Fln(1/αZn2+)R=8.314J*mol-1*K-1T=292.65KF=96485C*mol-1饱和甘汞电极Et=0.24618VφΘ[Cu2+
10、Cu]=+0.34VφΘ[Zn2+
11、Zn]=-0.76V室温下标准电池校正:Et=1.0186*(1-(4.06E-6)*(19.5-20)-(9.5E-7)*(19.5-20)^2)=1.VRt=1018.6ΩEx=R4*Et/RtR2=3659.3VEW=5VR总=5259.3ΩE1=R4*Et/RnE2=EW*R4/R总
12、下列原电池的电动势:1.Zn
13、ZnSO4(0.1000mol*L-1)
14、
15、CuSO4(0.1000mol*L-1)
16、Cu2.Cu
17、CuSO4(0.0100mol*L-1)
18、
19、CuSO4(0.1000mol*L-1)
20、Cu3.Zn
21、ZnSO4(0.1000mol*L-1)
22、
23、KCl(饱和)
24、Hg2Cl2
25、Hg4.Hg
26、Hg2Cl2
27、KCl(饱和)
28、
29、CuSO4(0.1000mol*L-1)
30、Cu原电池φ+/Ωφ-/ΩR4/ΩE计算/VE测量1/VE测量2/VΔrGm,/KJ/molΔrGm测量/KJ/mol10.-0.79803107
31、7.61.1.1.02447-212.266-207.94520.0.19.20.0.0.01825-5.6023-3.7050330.24618-0.798031036.61.044211.0.01825-201.501-200.03340.0.2461848.60.0.04860.04620-12.5019-9.37834思考题1.在测量电动势的过程中,若检流计指针总是朝向一个方向偏转,可能是什么原因?待测电池正负极接反,实验开始时检流计没调零,补偿电阻R4过大或过小。2.为何测电动势要用对消法?对消法的原理是什么?可逆电池必须
32、满足条件之一是通过电池电流为无限小,在电池内阻上要产生电位降,从而使得两极间的电位差较电池电动势为小。因此,只有在没有电流通过电池时两电极的电位差才与电池电动势相等。所以不能直接用伏特计来测量一个可逆电池的电动势,就是因为使用伏特计时
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