大学物理化学试验汇报-原电池电动势的测定

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1、大学物理化学试验汇报-原电池电动势的测定 篇一：原电池电动势的测定试验汇报_浙江大学(1)试验汇报课程名称：大学化学试验p试验类型：中级化学试验试验项目名称：原电池电动势的测定同组学生姓名：无指导老师冷文华一、试验目标和要求 必填 二、试验内容和原理 必填 三、试验材料和试剂 必填 四、试验器材和仪器 必填 五、操作方法和试验步骤 必填 六、试验数据统计和处理七、试验结果和分析 必填 八、讨论、心得一、试验目标和要求用赔偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、试验原理：赔偿法测电源电动势的原理：必需严格控制电流在靠近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流经过电极时，极化作用的存在将无法测

2、得可逆电动势。为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流经过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。图所表示，电位差计就是依据赔偿法原理的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。工作电流电路：首先调整可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。借助调整Rp使得IG=0来实现Es=UCA。测量回路：SW扳回Ex，调整电势测量旋钮，直到IG=0。读出Ex。Uj-25高电势直流电位差计：1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。2、电计按钮：原

3、理图中的k。3、工作电流调整旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。-1-2-3-4-5-64、电势测量旋钮：中间6只旋钮，10，10，10，10，10，10，被测电动势由此示出。三、仪器和试剂：仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。-1试剂：LkCl溶液四、试验步骤：1、配制溶液。-1-1-1-1将L的kCl溶液分别稀释成L，L，L。-1-1molL，L各100mL。2、依据赔偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25。3、将转换开关拨至N处，调整工作电流调整旋钮粗。中

4、、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计示数为零。4、连好待测电池，Hg|Hg2Cl2，kCl 饱和 kCl c |AgCl|Ag5、将转换开关拨至X1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个小窗口的读数即为待测电极的电动势。-1-1-1-16、改变电极中c依次为L，L，L，L。-1molL，测各不一样浓度下的电极电势Ex。五、试验数据统计和处理室温；大气压;EN=饱和甘汞电极的电极电势和温度的关系为E/V=*10? t/-25 =浓度/molL1电动势/VE(Cl|AgCl)lg?Cl由外推法可知：?(Cl|AgCl)=查得文件值E(Cl|AgCl)=相对偏差E

5、r=( /)100=8六、试验结果和分析R2=，可见此次试验线性拟合很好。误差分析：赔偿法必需使回路中电流为零，不过电流为零是理想条件，实际过程中难免会有电流经过 调整过程中 ，因此原电池或多或少会有极化现象，所以存在误差。因此我们测电压时要动作快速，时间久了误差会变大。检流计只需要基础不偏转即可。-1篇二：物理化学试验电动势的测定和应用试验十七：电动势的测定和应用班级：13级化学二班学号：20215051209姓名：郑润田一：试验目标1.掌握对消法测定电池电动势的的原理及电位差计的使用2.学会银电极、银氯化银电极的自制备和盐桥的制备3.了解可逆电池电动势的应用二：试验原理原电池是由两个“半电

6、池”组成，每一个半电池中有一个电极和对应的溶液组成。由不一样的半电池能够组成各式各样的原电池。电池反应中，正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位代数和。若知道一个半电池的电极电位，即可求得其它半电池的电极电位。但迄今还不能从试验上测得单个半电池的电极电位。在电化学中，电极电位是以某一电极为标准而求出其它电极的相对值，现在国际上采取的标准电极是标准氢电极，记在H+=1，PH2=1atm时被氢吸附的铂电极。因为氢电极使用比较麻烦，所以通常把含有稳定电位的电极，如甘汞电极，银氯化银电极等作为第二参比电极。经过对电池电动势的测定

7、，能够求出一些反应的H,S,G等热力学函数，电解质的平均活动系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH等数值。但用电动势的方法求如上的数据，必需是设计成一个可逆的电池，而该电池反应就是所求的反应。比如用电动势求AgCl的ksp，需要设计以下的电池。Hg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|AgNo3(/L)|Ag依据电极电位的能斯特公式，银电极的电极电位：-负极反应：Hg+Cl- 饱和 ?1/2Hg2Cl2+e正极反应：Ag+e-?Ag总反应：Hg+Cl- 饱和 +Ag+?1/2Hg2Cl2+Ag依据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：Ag/Ag+=Ag/Ag+Ag+其中Ag/Ag+= t-25又比如

8、经过电动势的测定，求溶液的pH，可设计以下电池：Hg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|饱和有醌氢醌的未知pH溶液|Pt醌氢醌是一个暗褐色晶体，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶解。C6H4o2C6H4(oH)2 醌氢醌 =C6H4o2(醌)+C6H4(oH)2(氢醌)在酸性溶液中，对苯二酚解离度极小，所以醌和对苯二酚的活度能够认为相同，即醌=氢醌。醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH值溶液以醌氢醌饱和，浸入惰性电极 铂电极 中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是C6H4o2 醌 +2H+2e-C6H4(oH 2 氢醌其电动势为：醌氢醌=醌氢醌RT/Fln1/H+=醌氢醌-/FpH经过

9、试验测得电池的电动势，就能够计算出溶液的pH值。用对消法测定原电池电动势原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池和伏特计连接后有电流经过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，因此伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。采取对消法 又叫赔偿法 可在无电流 或极小电流 经过电池的情况下正确测定电池的电动势。对消法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，这么待测电池中没有电流经过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。三：仪器和药品1.仪器EM30数字式电子电位差计1台银电极1支铂电极1个小烧杯2个直流辐射式检流计1台饱和甘共电极1支导线2条盐桥

10、4根2.药品HCl /ml HCl 1mol/mlAgNo3 /ml 未知pH溶液kCl(饱和溶液)醌氢醌四：试验步骤本试验测定以下两个电池的电动势Hg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|AgNo3(/L)|AgHg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|饱和有醌氢醌的未知pH溶液|Pt1.银电极的制备将铂丝电极放在浓HNo3中浸泡15分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不洁净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗洁净插入盛moldm-3AgNo3溶液的小烧杯中，按图71接好线路，调节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在6V镀20分钟。取出后用dm-3的HNo3溶液冲洗，用滤纸吸干，并快速放入盛有溶

11、液的半电池管中(图722.制备盐桥：为了消除液接电位，必需使用盐桥。参见附录的方法，制备kNo3盐桥和kCl盐桥。分别放入饱和的kNo3溶液和kCl溶液中待用。3.测量电池的电动势：测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为电池和伏特计相接后，整个线路便有电流经过，此时电池内部因为存在内电阻而产生某一电位降，并在电池两极发生化学反应，溶液浓度发生改变，电动势数据不稳定。因此要正确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采取的对消法就是依据这个要求设计的。图7-3为对消法测量电池电动势的原理图。回路是由稳压电源、可变电阻和电位差过回路的电流为某一定值。在电位差计的滑线电阻上产生确

12、定的电位降。其数值由己知电动计组成。稳压电源为工作电源，其输出电压必需大于待测电池的电动势。调整可变电阻使流(1)组装电池：将上述制备的银电极和试验室提供的AgAgClCl参比电极组成电池，AgAgClCl AgNo3 Ag。依据理论计算确定电极电位的高低和电极的正负，将其置于恒温槽中，将自制的kNo3盐桥横插在两半电池管的小口上，注意两半电池管中溶液一定要和盐桥底端相接。(2)电池电动势测量：EM30数字式电子电位差计a、校准零点，功效键选择“外标”位置，“外标”接口短接，电动势档拨到电动势指示为零，按校准按钮，平衡指示即为零。标准电池 或仪器自带基准 接在“外标”位置，将电动势档拨到电动势

13、指示为标准电池的电势值，按校准按钮，平衡指示即为零。b、测量待测电池的电动势方法：功效选择拨至“测量”位置，链接待测电池至“测量”，调整电动势拨档直到平衡指示靠近于零，稳定时读数为所测电动势4、测量电池的电动势：1 连接好电路，依据接线柱的正负极和相对应的颜色，链接时因为测量存在着误差，每次测量需要重新的矫正误差，选择“外标”档位，连接线接入矫正的孔径。进行标准电极的矫正。然后换档位至测量，改变接线柱连接线至测量孔径，把正极接入银电极，负极接入汞氯化亚汞电极进行测量。这时依次旋动EM30数字式电子电位差计按钮使平衡指示的数字显示为零或零周围上下摆动的数字。这时电动势的指示即为所测得电池电动势的

14、指示。这时测得的读数为499mV。2 一样的方法能够测得醌氢醌电极的电动势为这时测得的读数为141mV。五：数据处理室温：25大气压：1.电池 I 测定统计Hg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|AgNo3(/L)|AgE实际测=2.电池 测定统计Hg-Hg2Cl2|kCl(饱和)|饱和有醌氢醌的未知pH溶液|PtE实际测=篇三：华师物化试验-原电池电动势的测定和应用华南师范大学试验汇报学生姓名：dxh学号：专业：化学师范年级、班级：2021级化教六班课程名称：物理化学试验试验项目：原电池电动势的测定和应用指导老师：蔡跃鹏试验评分：试验目标1.掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2.掌握

15、电动势法测定化学反应热力学函数改变值的相关原理和方法；3.加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的了解；4.测定电池 1 的电动势；5.了解可逆电池电动势测定的应用；6.依据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不一样温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数G、S、H。试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，发生取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“|”表示”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E?和阳极电极电势E?之差，即E?EE?以铜-锌电池

16、为例。铜-锌电池又称丹尼尔电池 Daniellcell ，是一个经典的原电池。此电池可用图示表示以下：ZnZnSo4(a1?1mol?kg?1)CuSo4(a2?1mol?kg?1)Cu?左边为阳极，起氧化反应ZnZn2?(a1)?2e其电极电势为E阳?EERTa(Zn)ln2Fa(Zn2?)右边为阴极，起还原反应Cu2?(a2)?2eCu其电极电势E阴?EERTa(Cu)ln2?2Fa(Cu)总的电池反应Zn?Cu2?(a2)Zn2?(a1)?Cu原电池电动势RTa(Zn2?)RTa(Zn2?)?=E?E?(EE?)?lnln2?2?2Fa(Cu)2Fa(Cu)E?、E?分别为锌电极和铜电极

17、的标准还原电极电势，a(Zn2?)和a(Cu2?)分别为Zn2?和Cu2?的离子活度。本试验所测定的三个电池为：1原电池?Hg(l)Hg2Cl2(s)kCl(AgNo3(?dm?3)Ag(s)?阳极电极电势E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V?10?4(t/?25)阴极电极电势EEAg?/Ag?E?Ag?/AgRTlna(Ag?)FE?/V?(t/?25)Ag?/Ag原电池电动势E?EEE?Ag?/AgRTlna(Ag?)?EHg2Cl2(s)/HgF2原电池?AgAgCl(s)kCl(?dm?3)AgNo3(?dm?3)Ag?阳极电极电势EE?AgCl(S)/Ag?RTlna(Cl?)F

18、RTlna(Ag?)FRTlna(Cl?)a(Ag?)FE?AgCl(S)/Ag/V?(t/?25)阴极电极电势EEAg?/Ag?E?Ag?/AgE原电池电动势E?EEE?AgCl(S)/AgAg/Ag其中?kg?1AgNo3的?kg?1kCl的?稀水溶液中mol?dm?3浓度可近似取mol?kg?1浓度的数值。3.原电池Hg(l)Hg2Cl2(s)kCl(饱和)H?(?dm?3HAcdm?3NaAc),Q?H2QPt?阳极电极电势E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V?10?4(t/?25)阴极电极电势EEQ/H2Q?EQ/H2Q?RTlna(H?)FRTlna(H?)?EHg2Cl2(s

19、)/HgF4EQ?25)/H2Q/V?10(t/原电池电动势E?EEEQ/H2Q=EQ/H2Q?PH?EHg2Cl2(s)/HgF即pH?EQ/H2Q?EHg2Cl2(s)/Hg?E)(/F)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 HAc和NaAc缓冲溶液 的pH值。测定可逆原电池的电动势常采取对消法 又称赔偿法 ，其原理和方法在附录1、2、3中作了具体的介绍。经过原电池电动势的测定，还能够得到很多有用的数据，如离子活度等。尤其是经过测定不一样温度下原电池的电动势，得到原电池电动势的温度系数(?ET)p，由此可求出很多热力学函数，如计算对应电池反应的摩尔反应吉尔斯函数变?rGm

20、zFE，摩尔反应焓rHmE?ES?zF p等。及摩尔反应熵zFE?zF prmT?T假如电池反应中，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对应电池反应的标准E? 、rGm 、和?rSm 。利用对消法能够很正确的测量出原电池的电动势，所以用电化学方法求出的化学反应的热力学函数?rGm、?rHm、?rSm等比用量热法或化学平衡常数法求得的热力学数据更为正确可靠。原电池设计和制造的难度关键是电极的制备，因此对部分常见电极的制备方法作部分了解还是很有必须的 详见附录5 。仪器和药品ZDWC数字电位差计 含附件 1台溶液标准电池甘汞电极 饱和 银-氯化银电极光铂电极银电极吸

21、耳球1个溶液1支溶液1支溶液1支kNo3盐桥1个100ml烧杯3个1个1支醌氢醌固体粉末 黑色洗瓶饱和氯化钾溶液1个50ml广口瓶10ml移掖管3个3支图数字电位差计；左图为全图，右图为操作面板试验步骤1.制备盐桥3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网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，充足搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入洁净的U形管中，两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可使用。制备好的盐桥不使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，预防盐桥干涸。2.组合电池将饱和甘汞电极插入装有饱

22、和硝酸钾溶液的广口瓶中。将一个20mL小烧杯洗净后，用数毫升/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组成电池。3.测定电池的电动势依据Nernst公式计算试验温度下电池 I 的电动势理论值。正确接好测量电池 I 的线路。电池和电位差计连接时应注意极性。盐桥的两支管应标号，让标负号的一端一直不含氯离子的溶液接触。仪器要注意摆布合理并便于操作。用SDC数字电位差计测量电池 I 的电动势。每隔2min测一次，共测三次。接通恒温槽电源进行恒温，使其分别达成、，温度波动范围要求控制在正负之内。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 ，测定其电动势，每5分钟测1次，直至电位差计读书稳定为止。5然后调整恒温槽，令恒温升温5，反复上述操作，然后再升温并进行测定。6测量完成后，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留。试验统计及数据处理Ag/Ag(t?25)(?25)?Ag/AgAg?/AgRT1lnFaAg*ln?饱和甘汞? ?25 ?E理论Ag/Ag?饱和甘汞?E-T图