八原电池电动势的测定.docVIP

实验八 原电池电动势的测定 一、实验目的与要求 1．测定Zn-Cu在恒温、恒压、可逆条件下，其电池反应的吉布斯自由能增量ΔG与电池的电动势E的关系为： ΔG =－nFE 根据吉布斯—亥姆霍兹公式，ΔG、反应热ΔH、熵变ΔS和温度T之间的关系有： ΔG－ΔH=TΔS ΔH=－nFE + nFT（? E/?T ）P ΔS = nF（? E/?T）ΔH 、ΔS 。 电池的电动势的测定采用对消法。 在不同的温度下，测定电池的电动势。根据不同温度T下测得的 电动势E，作E～T曲线，并通过作曲线作某温度时的斜率，即为该温度下的温度系数（? E/?T ）P。 （3）如果电池的二个电极中，其中一个选用标准电极，其电极电势已知，则根据电池的能斯特方程，可计算另一电极的电极电势。 E=φ+－φ－ =(φ+○－RT/nFln[还原态]/[氧化态])－(φ－○－RT/nFln[还原态]/[氧化态]) SDC数字电位差综合测试仪电极：锌电极、铜电极、1mol/Lmol/L CuSO4溶液，1mol/Lmol/L ZnSO4溶液，饱和KCl溶液。电池为：Zn| ZnSO4（m）|KCl（饱和）||CuSO4（m）|Cu 电位差综合测试仪的内标定法：内标电动势为1V。 将测量开关打至“内标”处，“补偿旋钮”打至最小。将电动势值调节为1V（调节100位旋钮为1，其它旋钮都为0位），此时电位指示应为1V，待检零指示显示稳定后，用采零按钮采零。 将测量开关打至测量位置，根据正、负极将线路与原电池相连，测量其电动势。测量时，通过调节“100—10－4”（对应于电动势的不同位数）五个旋钮，使“检零指示”显示的数值为负值，且绝对值为最小时，调节“补偿旋钮”，使“检零批示”显示为“0000”。此时“电位指示”的数值即为电池的电动势。记录。 说明：如果显示的是正值，则应通过调节“100—10－4”五个旋钮中的某一个来减小电动势的值，如果为负值，则应通过调节“100—10－4”五个旋钮中的某一个来增大电动势的值。 取一小烧杯，加入一定量的饱和氯化钾溶液，待用(作盐桥)。 按下图组装好电池，按1法测定其电动势。 记录电动势。 分别测定如下二电池的电动势： Zn| ZnSO4（mol/L）|KCl（饱和）||CuSO4（mol/L）|CuZn| ZnSO4（mol/L）|KCl（饱和）||CuSO4（mol/L）|CuΔG。并与理论值比较。 数据处理示例： Zn| ZnSO4（mol/L）|KCl（饱和）||CuSO4（mol/L）|CuZn| ZnSO4（mol/L）|KCl（饱和）||CuSO4（mol/L）|CuΔG =－nFE ΔGΔG2=-213149.2 J/mol 即为ΔrGm⊙ 查表得：铜的标准电极电势=0.34；锌的标准电极电势=-0.76 计算得标准电动势为：1.10V ΔrGm⊙=-212300 J/mol 实验值与理论值较接近。 实验中存在的的问题： 关键是电极：在实验中没有理想的电极，自制时因无纯的铜和纯锌，无法制取理想的电极。 需购置电极或纯的锌丝或铜丝。 思考题 1．选择盐桥液应注意什么问题上？ 1 复旦大学等．物理化学实验．第二版．北京：高等教育出版社，1993．86~91 2 北京大学化学系物理化学教研室．物理化学实验．第三版．北京：北京大学出版社，1995．153~160 3．孙尔康，徐维清，邱金恒．物理化学实验．南京：南京大学出版社，1998．78~81 3