原电池电动势的测定与应用2012.docVIP

原电池电动势的测定与应用 一【实验目的】 掌握电位差计的测定原理和原电池电动势的测定方法。加深对可逆电极、可逆电池、盐桥等概念的理解。 测定以下电池（I）及电池（II）的电动势。了解可逆电池电动势测定的应用。 二【实验原理】 可逆电池的电动势 ： 电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。负极进行氧化反应，正极进行还原反应。如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。符号“∣”表示两相界面，“‖”表示盐桥。在电池中，电极都具有一定的电极电势。当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的电动势。规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即： 原电池电动势的测定 电池（I）： 负极反应： 正极反应： 总反应： 银电极的电极电势： 饱和甘汞电极的电极电势： 从上述电池的两个电极电位可算出电池的理论电动势,将测定值与之比较。 电动势测定的应用—求溶液的pH值 电池（II）： 正极反应： 醌氢醌电极电极电势： 原电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为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。准确测定电池的电动势只能在无电流（或极小电流）通过电池的情况下进行，需用对消法。 对消法测定原电池电动势 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，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。 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 三【仪器与试剂】 仪器：SDC数字电位差计1台； 饱和甘汞电极1支； 光亮铂电极1支； 银电极1支；250 mL烧杯1个； 20 mL小烧杯2个； U形管2个。 试剂：0.02mol/L的硝酸银溶液、0.2mol/L的醋酸钠溶液、0.2mol/L的醋酸溶液、饱和氯化钾溶液、醌氢醌晶体、硝酸钾、琼脂。 四【实验步骤】 1、制备盐桥 在250 mL烧杯中，加入100 mL蒸馏水和3 g 琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用???火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。然后加入40 g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，防止盐桥干涸。 2、组合电池 取一20 mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02 mol×L-1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，用硝酸钾盐桥与饱和甘汞电极连接构成电池。 另取一20 mL小烧杯，洗净后用数毫升0.2 mol×L-1的ＨＡc与0.2 mol×L-1的NaAc的混合溶液连接同铂电极一起淌洗，然后装此混合液至烧杯的2/3处，加入少量醌氢醌粉末，用干净的小玻棒搅匀使之溶解，但仍保持溶液中含少量固体，然后插入光亮铂电极，架上盐桥与饱和甘汞电极组成电池。 3、测定电池的电动势 根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）、（II）的电动势理论值。 正确接好测量电池（I）的线路。用SDC数字电位差计测量电池（I）的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。 同法，用SDC数字电位差计测量电池（II）的电动势，要测至平衡时为止。 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【实验记录及数据处理】 室温：18.1℃ ；气压计读数：1017.7hPa 电池（I）测定记录(25和35℃) （25℃） 测定值（V）测定平均值（V）理论计算值（V）相对误差一次二次三次0.45931 0.45937 0.45972 0.45947 0.5490716.3% （35℃） 测定值（V）测定平均值（V）理论计算值（V）相对误差一次二次三次0.45675 0.45672  0.45701 0.45683 0.54250 15.8%  电池（II）测定记录(25和35℃) （25℃） 电 动 势（V）PH值测 定 值利用电动势 求得的pH值 理论值一次 二次 三次平均值 0.191370.191410.191310.191364.51 （35℃） 电 动 势（V）PH值测 定 值利用电动势 求得的pH值 理论值一次 二次 三次平均值 0.184850.184900.184810.184854.45