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1、物理化学实验报告院系 化学化工学院 班级 化学 061 学号 13 姓名 沈建明 实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术；2、学会几种电极和盐桥的制备方法；3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。二、基本原理（一）、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可逆电池而言: (1) (2) (3)式中，F为法拉弟(Farady)常数;n为电极反应式中电子的计量系数;E为电池的电动势。 另， 可逆电池应满足如下条件: 1
2、电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 3电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 （二）、求电池反应的rGm、rSm、rHm设计电池如下: Ag(s) | AgCl(s)饱和KCl | Hg2Cl2(s) | Hg(l)分别测定电池在各个温度下的电动势，作ET图，从曲线斜率可求得任一温度下的 利用公式(1),(
3、2),(3)即可求得该电池反应的rGm、rSm、rHm三、仪器、试剂SDC数字电位差综合测试仪 1台 精密稳压电源（或蓄电池） 1台 SC15A超级恒温槽 1台 铜电极 2只 铂电极 1只 饱和甘汞电极 1只 恒温夹套烧杯 2只 HCl（0.1000molkg-1） AgNO3（0.1000molkg-1） 镀银溶液 镀铜溶液 KCl饱和溶液四、实验步骤一、电极的制备 1银电极的制备 将欲用的两只Pt电极（一个电极Pt较短，作为阳极，另一个电极作为阴极，用于镀银）浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸馏水洗净。将洗净的电极分别插入盛有镀银液（AgNO3 3g，浓氨水，KI 60g）中，控制电流为0.3m
4、A，电镀1h，得白色紧密的镀银电极一只。 2Ag-AgCl电极制备 将上面制成的一支银电极用蒸馏水洗净，作为正极，以Pt电极作负极，在约1moldm-3的HCl溶液中电镀。控制电流为2mA左右，30min后，可得呈紫褐色的Ag-AgCl电极。(可以观察到阴极有小气泡出现)2、 电极组合与电动势测量 1、将制备得到的Ag-AgCl电极与Hg-Hg2Cl2电极组成电池：AgAgClKCl(饱和)Hg2Cl2Hg2、接好测量电路；3、分别测定不同温度下的电动势。五、原始数据室温:19.60室压:102.0kPa温度/19.624.629.634.639.644.6电动势E/V0.03924 0.03
5、820 0.03870 0.03890 0.03905 0.03991 0.03931 0.03825 0.03868 0.03906 0.03916 0.04003 0.03911 0.03829 0.03867 0.03884 0.03926 0.04011 平均值E/V0.03922 0.03825 0.03868 0.03893 0.03916 0.04002 六、数据处理根据曲线的方程(y=610-6x2-0.0036x+0.5798)可求出18、25、35下的E值，并由曲线的斜率(k=1.210-5x-0.0036)可得到歌温度下的温度系数。 计算如下：18时（x=291.15K）
6、:E=610-6219.152-0.0036219.15+0.5798 = 0.04027 V=k= -1.0610-425时（x=298.15K）:E=610-6298.152-0.0036298.15+0.5798 = 0.03982 V=K= -2.2210-435时（x=308.15K）:E=610-6308.152-0.0036308.15+0.5798 = 0.04020 V= k=9.7810-52.计算18、25、35下的rGm、rSm、rHm 18时（T=291.15K）： = -1965000.04027 = -3886.05 J/mol=196500( -1.0610-4
7、 ) = -10.25 J/mol= -3886.05+(-10.2)291.15 = -6869.84 J/mol 25时（T=298.15K）： = -1965000.03982 = -3842.68 J/mol=196500( -1.0610-4 ) = -2.14 J/mol= -3886.05+(-10.2)291.15 = -4481.41 J/mol 35时（T=308.15K）： = -1965000.04020 = -3879.16 J/mol=196500( -1.0610-4 ) = 9.44 J/mol= -3886.05+(-10.2)291.15 = -970.93 J/mol七、思考题1、本实验中，如果采用0.1或2.0mol/dm3的KCl溶液，对电池电动势测量是否有影响？为什么？答：本实验中，如果采用0.1或2.0mol/dm3的KCl溶液，对电池电动势测量没有影响。本实验所采用的电极为将制备得到的Ag-AgCl电极与Hg-Hg2Cl2电极组成电池：AgAgClKCl(饱和)Hg2Cl2Hg，它的电极反应为： Ag+Hg2Cl2AgCl+Hg，可见该反应与KCl的浓度无关。2、如何用测得的电动势数据来计算电池反应的平衡常数？答：可以通过公式rGm =计算，只要电动势E已知，便可求平衡常数。
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